상압에서 다이아몬드는 어떻게 합성하는 건가요?

Question

다이아몬드는 일반적으로 고압와 고온 속에서 합성됩니다. 그런데 이번에 국내 연구진이 상압에서도 합성하는 기술을 개발했다고 하는데 어떻게 가능한 것인가요?

Answer 1

안녕하세요.

국내 연구진은 고온 · 고압 없이 상압(1기압)에서도 다이아몬드를 합성하는 기술을 개발했습니다. 이들은 갈륨, 철, 니켈, 실리콘으로 구성된 액체 금속 합금을 사용해 다이아몬드의 성장을 유도했습니다. 이 방법에서는 1025°C의 온도에서 탄소가 액체 금속 내부로 확산되며, 합금의 하부 표면에서 다이아몬드 결정이 성장합니다. 연구진은 온도와 압력을 빠르게 조절하는 맞춤형 장비를 개발해 실험을 최적화 했습니다. 이 과정에서는 광 발광 분광법을 사용해 다이아몬드 내부에 특수한 실리콘 컬러 센터 구조를 확인했으며, 이는 양자 센서 개발 등 응용 가능성이 높습니다.

Answer 2

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

국내 연구진이 상압에서 다이아몬드를 합성하는 데 성공한 방법은 액체 금속 합금을 활용한 것입니다. 연구팀은 갈륨, 철, 니켈, 실리콘으로 구성된 액체 금속 합금을 사용하여 1기압과 1025°C의 조건에서 다이아몬드를 합성했습니다.

이 과정에서 메탄과 수소를 이용해 탄소가 액체 금속 합금의 하부 표면에서 확산되어 다이아몬드로 성장하게 됩니다. 이러한 혁신적인 방법은 기존의 고온고압 조건을 필요로 하지 않으며, 다이아몬드 합성의 새로운 가능성을 열었습니다.

Answer 3

안녕하세요. 이원영 전문가입니다.

이 기술은 일반적인 고압과 고온 속에서 다이아몬드를 합성하는 대신, 상압과 상온에서도 다이아몬드를 합성할 수 있게 합니다.

전자기파를 사용하면, 고온과 고압을 필요로 하지 않고도 다이아몬드 결정을 형성할 수 있습니다. 이를 통해 에너지 소비를 줄이고, 생산 과정을 더 안전하게 만들 수 있습니다.