HK1170275B - Method for making fancy orange coloured single crystal cvd diamond and product obtained - Google Patents

Claims (16)

1. Verfahren zum Herstellen eines ausgefallenen orangefarbenen synthetischen CVD-Einkristalldiamantmaterials, bei dem (i) ein Einkristalldiamantmaterial bereitgestellt wird, das mittels CVD gezüchtet worden ist und eine [N_s ⁰]-Konzentration kleiner als 5 ppm aufweist; (ii) das bereitgestellte CVD-Diamantmaterial mit Elektronenstrahlstrahlung bestrahlt wird, so dass isolierte Leerstellen V in mindestens einen Teil des bereitgestellten CVD-Materials eingebracht werden, so dass die Gesamtkonzentration der isolierten Leerstellen [V_T] in dem bestrahlten Diamantmaterial mindestens das größere von (a) 0,5 ppm und (b) 50 % höher als die [N_s ⁰]-Konzentration in ppm in dem bereitgestellten Diamantmaterial ist; und (iii) das bestrahlte Diamantmaterial getempert wird, um Leerstellenketten aus mindestens einigen der eingebrachten isolierten Leerstellen zu bilden, wobei das Tempern bei einer Temperatur von mindestens 700°C und höchstens 900°C für einen Zeitraum von mindestens 2 Stunden durchgeführt wird, und wobei die Bestrahlungs- und Temperschritte die Konzentration der isolierten Leerstellen in dem Diamantmaterial reduzieren, wodurch die Konzentration der isolierten Leerstellen in dem bestrahlten und getemperten Diamantmaterial < 0,3 ppm beträgt, wobei das ausgefallene orangefarbene synthetische CVD-Einkristalldiamantmaterial die folgenden Farbcharakteristika aufweist, gemessen für einen äquivalenten 0,5 ct Diamanten mit Rundbrilliantschliff (RBC): Charakteristikum Bereich Farbwinkel α 68°-90° Sättigung C* 2-70 Helligkeit L* >45
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Absorptionskoeffizienten bei 350 nm und 510 nm für das bereitgestellte Diamantmaterial kleiner als 3 cm^-1 beziehungsweise 1 cm^-1 sind.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die atomare Borkonzentration [B] in dem bereitgestellten Diamantmaterial kleiner als 5x10¹⁵ cm^-1 ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem unkompensiertes Bor in dem bereitgestellten Diamantmaterial in einer Konzentration von >5x10¹⁵ cm^-3 vorhanden ist und in dem Bestrahlungsschritt (ii) ausreichend isolierte Leerstellen in das Diamantmaterial eingebracht werden, so dass die Gesamtkonzentration der isolierten Leerstellen [V_T] in dem bestrahlten Diamantmaterial, nachdem isolierte Leerstellen zum Kompensieren des Bors verwendet worden sind, mindestens das größere von (a) 0,5 ppm und (b) 50 % höher als die [N_s ⁰]-Konzentration in ppm in dem bereitgestellten Diamantmaterial ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das bereitgestellte Diamantmaterial von zwei oder mehr Seiten bestrahlt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens 50 % des bereitgestellten CVD-Diamants aus einem einzelnen Wachstumssektor gebildet sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nach den Bestrahlungs- und Temperschritten (ii) und (iii) die Absorption in der 250 nm-Region des bestrahlten und getemperten Diamantmaterials > 5 cm^-1 ist, wenn bei Raumtemperatur gemessen wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das bereitgestellte Diamantmaterial eine messbare Differenz in mindestens einem seiner Absorptionscharakteristika in ersten und zweiten Zuständen zeigt, wobei der erste Zustand nach Einwirkung von Strahlung mit einer Energie von mindestens 5,5 eV vorliegt und der zweite Zustand nach Wärmebehandlung bei 798K (525°C) vorliegt, und wobei nach den Bestrahlungs- und Temperschritten des Verfahrens die Veränderung in dem Farbsättigungswert C* zwischen Diamantmaterial in dem ersten und dem zweiten Zustand um mindestens 0,5 reduziert ist, verglichen mit der Veränderung des Farbsättigungswerts C* zwischen dem Diamantmaterial in dem ersten und dem zweiten Zustand für das bereitgestellte Diamantmaterial.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Änderung in der Farbsättigung C* des Diamantmaterials in dem ersten und dem zweiten Zustand nach den Bestrahlungs- und Temperschritten des Verfahrens kleiner als 1 ist, wobei der erste Zustand nach Einwirkung von Bestrahlung mit einer Energie von mindestens 5,5 eV und der zweite Zustand nach Wärmebehandlung bei 798K (525°C) vorliegt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das bereitgestellte Diamantmaterial vor dem Bestrahlungsschritt im Temperaturbereich von 1400°C bis 2500°C getempert wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Temperschritt (iii) des Verfahrens gemäß Anspruch 1 durchgeführt wird, nachdem der Bestrahlungsschritt (ii) des Verfahrens gemäß Anspruch 1 abgeschlossen ist.
12. Synthetisches CVD-Einkristalldiamantmaterial mit den folgenden Farbcharakteristika, gemessen für einen äquivalenten 0,5 ct Diamanten mit Rundbrilliantschliff (RBC): Charakteristikum Bereich Farbwinkel α 68°-90° Sättigung C* 2-70 Helligkeit L* >45 und wobei das synthetische CVD-Einkristalldiamantmaterial eine Konzentration an isolierten Leerstellen < 0,3 ppm umfasst.
13. Synthetisches CVD-Einkristalldiamantmaterial nach Anspruch 12, bei dem die Absorption in der 250 nm-Region für einen äquivalenten 0,5 ct Diamantstein mit Rundbrilliantschliff > 5 cm^-1 ist, wenn bei Raumtemperatur gemessen wird.
14. Synthetisches CVD-Einkristalldiamantmaterial nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei dem die Änderung in der Sättigung C* des synthetischen CVD-Einkristalldiamantmaterials in dem ersten und dem zweiten Zustand kleiner als 1 ist, wobei der erste Zustand nach Einwirkung von Bestrahlung mit einer Energie von mindestens 5,5 eV und der zweite Zustand nach Wärmebehandlung bei 798K (525°C) vorliegt.
15. Schmuck, umfassend synthetisches CVD-Einkristalldiamantmaterial gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 und eine Fassung für das synthetische CVD-Einkristalldiamantmaterial.
16. Diamantedelstein mit Rundbrilliantschliff, der synthetisches CVD-Einkristalldiamantmaterial gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 umfasst.