ダイヤモンド

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ダイヤモンド diamond
ダイヤモンド
分類 元素鉱物
化学式 C
結晶系 等軸晶系
へき開 4方向に完全
モース硬度 10
光沢 金剛光沢
無色から黒色まで様々
条痕 白色
比重 3.52 (± .01)
蛍光 紫外線蛍光検査において長波紫外線 (365 nm) では不活性の無色から強くやや黄色を帯びるまで様々、典型的には青色短波紫外線 (253.6 nm) では蛍光はより弱い。
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ダイヤモンド[1]英語: diamond)は、炭素 (C) の同素体の1つであり、実験で確かめられている中では天然で最も硬い物質である。日本語で金剛石(こんごうせき)ともいう。結晶構造は多くが8面体で、12面体や6面体もある。宝石研磨材として利用されている。ダイヤモンドの結晶の原子に不対電子が存在しないため、電気を通さない。

地球内部の非常に高温高圧な環境で生成されるダイヤモンドは定まった形で産出されず、また、角ばっているわけではないが、そのカットされた宝飾品の形から、菱形トランプの絵柄(スート)、野球の内野、記号(◇)を指してダイヤモンドとも言われている。

ダイヤモンドという名前は、ギリシア語αδάμας(adámas 征服し得ない、屈しない)に由来する。イタリア語スペイン語では diamante(ディアマンテ)、フランス語では diamant(ディアマン)、ポーランド語では diament(ディヤメント)という。ロシア語では Диамант(ヂャマーント)というよりは Алмазアルマース)という方が普通であるが、これは特に磨かれていないダイヤモンド原石のことを指す場合がある。磨かれたものについては Бриллиант(ブリリヤーント)で総称されるのが普通。

4月の誕生石である。石言葉は「永遠の絆・純潔・不屈」など。

産出[編集]

産出地と地質構造[編集]

ダイヤモンドはマントル起源の火成岩であるキンバーライトに含まれる。キンバーライトの貫入とともにマントルにおける高温・高圧状態の炭素(ダイヤモンド)が地表近くまで一気に移動することでグラファイトへの相転移を起こさなかったと考えられている。このため、ダイヤモンドの産出地はキンバーライトの認められる地域、すなわち安定陸塊に偏っている。

ダイヤモンドの母岩であるキンバーライトは古い地質構造が保存されている場所にしか存在せず、地質構造の新しい日本においてダイヤモンドは産出されないというのが定説とされてきた。しかし近年、1マイクロメートル程度の極めて微小な結晶が愛媛県四国中央市産出のかんらん岩から発見された[2]。ダイヤモンドは1キロ取り出すために5300トンの自然原料が処理されている。

産出量[編集]

ダイヤモンドの産出量が多い国(2011年)

2004年時点の総産出量は15600万カラット(以下、USGS Minerals Yearbook 2004)であった。国別の生産量(単位カラット)を以下に示す(カラットは宝石の質量を表すのに良く用いられる単位で、1カラットは0.2グラムに等しい)。

  1. ロシア 3560万
  2. ボツワナ 3110万
  3. コンゴ民主共和国 2800万
  4. オーストラリア 2062万
  5. 南アフリカ共和国 1445万
  6. カナダ 1262万
  7. アンゴラ 600万
  8. ナミビア 200万
  9. 中華人民共和国 121万
  10. ガーナ 100万

上位6カ国、すなわちロシア (22.8%)、ボツワナ (19.9%)、コンゴ民主共和国 (18.0%)、オーストラリア (13.2%)、南アフリカ共和国 (9.3%)、カナダ (8.1%) だけで、世界シェアの90%を占める。

採掘[編集]

ダイヤモンドの採掘は、古くは鉱床の近くの河原などの二次鉱床で母岩から流れ出した鉱石を探し出す方式が主流であったが、1867年オレンジ自由国と英領ケープ植民地との国境付近でダイヤモンドが発見され、その東隣にダイヤモンドの鉱床たる母岩があると地質学者が突き止めたことで方式が変わった。その母岩のある地域はキンバリーと名付けられ、母岩を粉砕して大量の岩石を処理し、その中からダイヤモンドの鉱石を探し出す方式が以後主流となった[3]。キンバリーの最初の鉱床には、現在ビッグ・ホールと呼ばれる大穴があいており、観光地となっている。このキンバリーの鉱床の中からデ・ビアス社が産声を上げ、ダイヤモンドの世界市場を支配することとなった[4]1967年には独立したばかりのボツワナ共和国北部のオラパ鉱山において大鉱床が発見され、その後も次々と鉱床が発見されたことでボツワナが世界2位のダイヤモンド生産国となり、その利益によってボツワナは「アフリカの奇跡」と呼ばれる経済成長を遂げることに成功した。

性質[編集]

屈折率[編集]

ダイヤモンドの屈折率は2.42と高く、内部での全反射が起こりやすい。またダイヤモンドのカットとしてよく用いられるブリリアントカットでは、光をあてその反射を見るとき、次の3種類の輝きの相乗効果となり美しく見える。

シンチレーション
チカチカとした輝き。表面反射によるもの。
ブリリアンシー
白く強いきらめき。ダイヤモンド内部に入った光が比較的少ない回数の反射をして戻ったもの。
ディスパーション
虹色の輝き。ダイヤモンド内部に入った光が反射を繰り返し、プリズム効果によって虹色となったもの。

硬度・靭性・安定性[編集]

ダイヤモンドの硬さは古くからよく知られ、工業的にも研磨切削など多くの用途に利用されている。

ダイヤモンドは実験で確かめられている天然の物質の中では最高のモース硬度(摩擦やひっかき傷に対する強さ)10、ヌープ硬度でも飛び抜けて硬いことが知られている。ビッカース硬度は種類によって異なり、70 - 150 GPaである[5]。他の宝石や貴金属類と触れ合うような状態で持ち運んでいると、それらに傷をつけてしまう事があるので注意が必要である。

宝石の耐久性の表し方は他にも靱性という割れや欠けに対する抵抗力などがある。靱性は水晶と同じ7.5であり、ルビーサファイアの8よりも低い。よくダイヤモンドは耐衝撃性に優れているような印象があるが、鉱物としては靱性は大きくないので瞬時に与えられる力に対しては弱く、金鎚で上から叩けば粉々に割れてしまう。また、3次元性の結晶構造なのでグラファイトなどに備わっている自己潤滑性はない。

ここで言う安定性とは薬品光線などによる変化に対する強さの事である。ダイヤモンドは硫酸塩酸などにも変化せず、日光に長年さらされても変化はおきない。熱力学的には25℃、105 Paの下でエンタルピーで1.895 kJ/mol、ギブス自由エネルギーで2.900 kJ/molそれぞれグラファイトより高く不安定であり[6]、27℃では約15,000気圧以上の高圧下で安定となる。ただし常温常圧において相互の転移速度は観測不能であるほど充分に遅く、常温常圧では準安定状態とされる[7]

ダイヤモンドより硬い物質[編集]

理論的には、ダイヤモンドの炭素原子が一部窒素原子に置換された立方晶窒化炭素はダイヤモンド以上の硬度を持つ可能性があると予測されている[8]。さらに、六方晶ダイヤモンドとの別名を持つロンズデーライトは、ダイヤモンドよりも58%高い硬度を持つことが計算により予想されている[9]。 2009年時点で存在するダイヤモンドより硬い物質はハイパーダイヤモンドで市販の多結晶質ダイヤモンドの3倍程度の硬さ[10][11]。また同程度の硬さの物質は超硬度ナノチューブがある。超硬度材料を参照。

ダイヤモンドの結晶構造 0.15 nm = 1.54 Å
ダイヤモンドの結晶を回転したところ

硬い理由[編集]

ダイヤモンドの硬さは、炭素原子同士が作る共有結合に由来する。ダイヤモンドでは1つの炭素原子が正四面体の中心にあるとすると、最近接の炭素原子はその四面体の頂点上に存在する。頂点上の炭素原子それぞれがsp3混成軌道によって結合しており、幾何的に理想的な角度であるため全く歪みが無い。その結合長は1.54Åである。この結晶構造を持つダイヤを立方晶ダイヤとよぶ。一方で、炭素の同素体であるグラファイト(石墨)は、層状の六方晶構造で、層内の炭素同士の結合はsp2混成軌道を形成している。この層内では共有結合を有し結合力は比較的強いが、層間はファンデルワールス結合であるため弱い。六方晶の構造を持つダイヤ(ロンズデーライト)も存在するが、不安定で地球上には隕石痕など非常に限られた場所でしかみつかっておらず、0.1 mmを超える大きさの単結晶は存在しない。純粋なものはダイヤモンドよりも硬いことが予想されるが、その性質はまだ分かっていないことも多い。

劈開性[編集]

ダイヤモンドには一定の面に沿って割れやすい性質(劈開性)がある(4方向に完全)。ダイヤモンドは、普通の物質や道具では傷つけられないと思われているが、決して無敵の鉱物ではない。「結晶方向に対する角度を考慮し、瞬間的に大きな力を加える」、「燃焼などの化学反応を人為的に促進する」などの方法で壊すことができる。

熱伝導[編集]

ダイヤモンドは熱伝導性が非常に高い。これは原子の熱振動フォノンとなって結晶中を伝わりやすいことによる。触ると冷たく感じるのはこのためである。ダイヤモンドテスターはこの性質を利用して考案され、ダイヤモンドの類似石から識別できる道具だが、合成モアッサナイトだけは識別できない。12Cと13Cではフォノンの振動数が異なり混在はフォノンを散乱させて熱伝導の妨げとなるため、12Cだけで合成された人工ダイヤモンドは天然ダイヤモンドより熱伝導が高くなる。

CVD人工ダイヤモンドの薄板を手で持って氷を切るとすぱすぱと切れる。それほどダイヤモンドが熱伝導性に優れるという[12]

電気伝導[編集]

バンドギャップは室温で5.47 eVであり、真性半導体として絶縁体だが、不純物を添加することによる不純物半導体化の試みがなされ、ホウ素添加によりp形、リン添加によりn形が得られている。その物性により、現在よりもはるかに高周波・高出力で動作する半導体素子や、バンドギャップを反映した深紫外線LEDが実現できるのではないかと期待されてきた。現在、自由励起子による波長235 nmの発光がダイヤモンドpn接合LEDにより、物質・材料研究機構産業技術総合研究所から報告されている。バンドギャップ温度依存性については報告があるが、半経験則による計算式で用いられているデバイ温度については、負の値があてがわれたり、式自体を意味のあるデバイ温度を用いるために修正したりして報告されており、未解決になっている。p形半導体ダイヤモンドでは、ホウ素添加濃度が1021 cm−3以上で極低温で超伝導となることが報告され、半導体による超伝導現象として現在盛んに研究されている。また、1019 cm−3以上では電気伝導バンド伝導からホッピング伝導、そして濃度の上昇とともに活性化エネルギーがほとんどない金属的伝導になることが知られている。この不純物濃度と不純物準位との相関についても、不純物バンドモット金属・非金属転移と絡めて研究が進んでいる。このような半導体としての基礎的な議論が可能となってきた現在のダイヤモンドの半導体としての品質はシリコンと互角であると言えるが、制御性は今後の研究開発がさらに必要である。

親油性[編集]

ダイヤモンドは油になじみやすい性質(親油性)があり、この性質を利用してダイヤモンド原石とそうでないものを分ける作業もある。ジュエリーとして身に着けているうちに皮脂などの汚れがつくと、油の膜によって光がダイヤモンド内部に入らなくなり輝きが鈍くなる。中性洗剤や洗顔料などで洗うと油が取れて輝きが戻る。逆に水には全くなじまず、はじいてしまう[12]

カラーダイヤモンド[編集]

イエロー・ダイヤモンド

ダイヤモンドは無色透明のものよりも、黄色みを帯びたものや褐色の場合が多い。結晶構造の歪みや、窒素 (N)、ホウ素 (B) などの元素によって着色する場合もある。無色透明のものほど価値が高く、黄色や茶色など色のついたものは価値が落ちるとされるが、ブルーやピンク、グリーンなどは稀少であり、無色のものよりも高価で取引される(緑はドレスデン・グリーンのように、放射線を長期にわたって受けたためである事が分かっている。これに対してピンクはなぜ色がついたのか未だに解明されていない)。また、低級とされるイエロー・ダイヤモンドでも、綺麗な黄色(カナリー・イエローと呼ばれる物など)であれば価値が高い。2010年に南アフリカで発見され『サンドロップ (Sun-Drop)』と名付けられた110.03カラットのイエロー・ダイヤモンドに、サザビーズは「西洋ナシの形をした装飾的で光り輝くイエローダイヤとしては世界最大」と賞賛、最も希少で最も魅力的な「ファンシー・ビビッド・イエロー」の鑑定書を付けた。このダイヤは2011年11月、ジュネーブで行なわれた競売において、1000万スイス・フラン(約8億4000万)で落札された。 20世紀末頃から、内包するグラファイトなどにより黒色不透明となったブラック・ダイヤモンド(ボルツ・ダイヤモンドとも呼ばれる)がアクセサリーとして評価され、高級宝飾店ティファニーなどの宝飾品に使用されている。

放射線処理により青や黒い色をつけた処理石も多い。最近ではアップルグリーン色のダイヤもあるがこれも高温高圧によって着色された処理石である。また、無色の(目立った色のない)ダイヤモンドに別の物質を蒸着することでコーティング処理した、安価な処理石もある。

宝飾としてのダイヤモンド[編集]

4C[編集]

ダイヤモンドの品質を知るための指標としてGIA(アメリカ宝石学協会)が考案したもの。色(カラー)、透明度(クラリティ)、カラット(重さ)、カット(研磨)によって品質を評価する。ラウンドブリリアントカット(58面体)に対してカット評価がされるので、他のカットの場合、カットの種類しか鑑定書に記載されない。詳しくは4Cを参照。

近年はダイヤモンド自体のスペックを測る4Cではなく、見た目の美しさによって価値を見出す指標を考えるなど、その存在価値が見直されている。(例:O.E.カット)

メレダイヤモンド[編集]

0.1カラット以下の小粒なダイヤモンド。宝飾品においては中石を引き立てるために周囲に散りばめられるなどの利用をされる。

有名なダイヤモンド[編集]

カリナン1905年南アフリカで発見され、カット前の原石は3,106カラットもあり、これをカットすることで合計1,063カラットの105個の宝石が得られた。これらは当時のイギリス国王であるエドワード7世に献上されている。105個のなかで最大のカリナンIは530.20カラットで「偉大なアフリカの星 (The Great Star of Africa)」の別名を持ち、カットされたダイヤモンドとしては長らく世界最大の大きさを誇っていた。カリナンIはロンドン塔内に展示されており、見学することができる。

現在、世界最大の研磨済みダイヤモンドは、ザ・ゴールデン・ジュビリーである。この石は545.67カラットあり、国王ラーマ9世の治世50周年を記念して1997年タイ王室に献上された。

Diamanter, Några stora och ryktbara diamanter, Nordisk familjebok.png

その他、以下に右に示した有名なダイヤモンドについて記す。

  1. グレート・ムガル英語版:フランスの宝石商タヴェルニエの旅行記に記された伝説のダイヤモンド。原石の状態では787.50カラットあったとされ、事実とすればその当時世界最大だが、わざわざベニスから呼んだカット職人がカットに失敗し280カラット余りに。その後の行方は不明。卵を半分に切ったような形、といった記述からオルロフ英語版と同じではないかと考える研究家もいる。
  2. リージェント英語版(上面):インド産。わずかに青みを帯びる。グレート・ムガルから切り出されたのではないかと考えられている。140.64カラット。ルーブル美術館蔵。
  3. フロレンティン英語版(上面):インド産のイエロー・ダイヤモンド。137.27カラット。長年トスカーナ大公家に所蔵されていたが、その後所有権がハプスブルク家へ移る。ハプスブルク最期の皇帝帝政崩壊時に持ち逃げしたあと、現在まで行方不明。
  4. 南の星英語版:ブラジル産。128.48カラット。2002年に著名なフランスのブランド、カルティエ社が購入した。その後、さるインド人の個人所有物になったらしいが真相は不明。
  5. フロレンティン(側面)
  6. サンシー英語版:インド産、微かに黄ばんだダイヤモンド。55.23カラット。ルーブル美術館蔵。
  7. ドレスデン・グリーン:おそらくインド産のグリーン・ダイヤモンド。41カラット。ドレスデン美術館蔵。
  8. コ・イ・ヌール(1852年以前):ムガール帝室に伝来した、歴史的に最も古い有名なダイヤモンド。186.0125カラット。
  9. ホープ:おそらくインド産。サファイアのような濃青のダイヤモンド。所有者が次々に不慮の事故で死亡すると云う呪いの宝石の都市伝説で有名。45.52カラット。アメリカ合衆国国立自然史博物館蔵。
  10. コ・イ・ヌール(ブリリアント・カット上面、1852年以後):インドのマハラジャから東インド会社を経て、イギリスのヴィクトリア女王へ献上された後、夫のアルバート公がオランダの研磨業者にブリリアント・カットに仕立て直しを命じ、重量が105.602カラットに減少。現在もイギリス王室が所蔵しており、ロンドン塔に展示されている。
  11. リージェント(側面)
  12. コ・イ・ヌール(ブリリアント・カット側面、1852年以後)

さらには有名な宝石の一覧#ダイヤモンドも参照。

模造ダイヤモンド[編集]

宝飾用のダイヤモンドの代用品(イミテーション)としては、ジルコニア二酸化ジルコニウムの結晶)やガラスが用いられる。ダイヤモンドとそのイミテーション、模造ダイヤモンドの見分け方として、フェルトペンで結晶の上に線を書くというものがある。ダイヤモンドは親油性の物体であり、油脂を弾かない。一方、ジルコニアなどのイミテーションや模造ダイヤモンドは油を弾く性質を持っている。したがって、油性フェルトペンの筆跡が残らなければ偽物だと見分けることができる。その他の方法としてはラインテストがある。黒い線の上にダイヤモンドをテーブル面を下にして乗せると、下の黒い線は見えないが、キュービックジルコニアでは下の黒い線が透けて見える。また、本物のダイヤより硬度に劣るため磨耗しやすい。宝石商などがルーペでダイヤを見て真贋を判定するシーンが映画、ドラマ等でよく見られるが、あれはカットされた角の磨耗を見ており、本物のダイヤは当然磨耗で角が丸まることがない。

また水晶などダイヤモンドとは全く組成が異なる鉱物を指して「○○ダイヤモンド」(○○には産地名などが入る)などと呼ぶことがある。こうした名称はフォールス・ネーム (false name) またはフェイク・ジェムストーン (fake gemstone) といい、販売業者が値を吊り上げるなど、手前の都合良いよう勝手にこじつけただけのものである。紛らわしいので、現在はまともな宝石店、ジュエリー・ショップではその使用を避けている。

紛争ダイヤモンド[編集]

紛争ダイヤモンドは、紛争地で採掘され密売されるダイヤモンド。1990年代冷戦構造の崩壊とともに各地の反政府組織への東西両陣営からの武器援助が途絶え、新たな財源を求めた反政府組織がダイヤモンド利権に目をつけたことから大きな問題となった。反政府組織の財源となり紛争の拡大、長期化の原因となる。シエラレオネリベリアアンゴラコンゴ民主共和国などで採掘されたものが特に問題となった。これらの国で悲惨な内戦が激化するにしたがって国際的に取引を禁止する動きが起き、1998年のアンゴラからのダイヤモンド輸出を禁じる国連決議などを受け、2000年7月19日にはアントウェルペンで開催された世界ダイヤモンド会議によってダイヤモンド輸出入の認証制度が提案され、2001年1月17日から1月18日にはそのための新組織ワールド・ダイヤモンド・カウンシルが結成された。そして、2002年11月に、紛争地からのダイヤモンド輸出入の禁止を目的としたキンバリープロセス認証制度が制定された。

合成ダイヤモンド[編集]

19世紀末のアンリ・モアッサンの実験など、ダイヤモンドを人工的に作ることは古くから試みられてきたが、実際に成功したのは20世紀後半になってからのことである。1955年3月に米国のゼネラルエレクトリック社現ダイヤモンド・イノベーションズ社)が高温高圧合成により人類初のダイヤモンド合成に成功したことを発表した。上述の発表後に、スウェーデンのASEA社がゼネラル・エレクトリック社よりも数年前にダイヤモンド合成に成功していたという発表がされた。ASEA社では宝飾用ダイヤモンドの合成を狙っていたため、ダイヤモンドの小さな粒子が合成されていたことに気づいていなかった。現在では、ダイヤモンドを人工的に作成する方法は複数が存在する。従来通り炭素に1,200 - 2,400℃、55,000 - 100,000気圧をかける高温高圧法(High Pressure High Temperature, HPHT。静的高温高圧法と動的高圧高温法がある)や、それに対して大気圧近傍で合成が可能な化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition, CVD熱CVD法、プラズマCVD法、光CVD法、燃焼炎法などがある)によりプラズマ状にしたガス(例えば、メタン水素を混合させたもの、その他にメタン-酸素アセチレン-酸素などがある)から結晶を基板上で成長させる方法などが知られている[13]

人工ダイヤモンドは上述の静的高温高圧法においてはニッケルマンガンコバルトなどの金属(これらは触媒として合成時に用いられる)や窒素などの不純物の混入などで黄、緑、黒やこれらの混合した色等の結晶として生成されるのが一般的で、宝飾用途には利用されず、主に工業用ダイヤモンドとして研磨や切削加工(ルータービットやヤスリ、ガラス切り)に利用されている。

しかしながら、宝飾品レベルのダイヤモンドは人工的に合成可能で、技術的な面では何も問題は無い。特に、カラーダイヤモンド(上述)は現在様々な方法で作製可能であるが、その鑑定書を作成する公的機関では、決められた手順に沿って評価され、その過程で天然・人工の区別も行われている。評価方法は、目視・顕微鏡観察から、赤外線および紫外線吸収反射透過による測定、レーザによるフォトルミネッセンスラマン分光法電気伝導度測定などあらゆる角度で進められる。

CVD法によって0.1 - 10 μm/hという低速度での人工ダイヤモンド合成が1990年代に行なわれていたが、1999年頃に米カーネギー研究所が開発した、窒素を加える方法で150 μm/hの速度になってからは、ボストンのアポロ社で宝飾用のダイヤモンドを製造して販売している。紫外線によるオレンジ色の発光や、レーザーを使用したフォトルミネッセンスによるCVD独特の吸収線、カソードルミネッセンスにおける成長模様などによってCVDと天然ダイヤモンドの違いが検出できるようになってきている[12]

天然ダイヤモンドを取扱う業界にとって、合成ダイヤモンドの宝石市場への進出は脅威になりつつある。天然ダイヤの流通企業らは、彼らが取得した全ての特許情報を開示し、宝石にシリアルナンバーをレーザーで刻む方法を行った[14]フロリダ州に本社を置くジェムシス社の公式サイトには、シリアルナンバー付きの宝石が紹介され、これらには "Gemesis created" とシリアルナンバーの前に "LG (Laboratory grown)" という文字を付け加えている[15]

2012年3月現在、ジェムシス社は自社が開発した1.0 - 1.5カラットの無色や黄色の合成ダイヤモンド宝石を販売し、合成ダイヤモンドアクセサリーは、天然ダイヤモンドよりも低価格でウェブサイトで一般向けに販売している[16][17]

工業用途[編集]

上述の高温高圧合成などによって合成された工業用ダイヤモンドはもはや高価な材料ではない。工業用ダイヤモンドにも多種あるが、の10分の1程度の価格で取引されているものが多い。ダイヤモンドを工業用途として使用する最大の特徴はその硬さである。工業用ダイヤモンドや宝飾用途に適さない色の天然の結晶を用いることで、電子材料、超硬合金、セラミック・アルミニウム系合金・ガラスなどの高硬度材料・難削材料の研削(ダイヤモンドカッター)・研磨(ダイヤやすり)をはじめとして、切削用バイト、木材加工などオールラウンドな加工が可能である。

工業用ダイヤモンドには用途により、数ナノメートルから数ミリメートルまでの粒径、形状、破砕性、表面状態などによる多くの品種がある。また、前述のバイトは超硬合金を基板にダイヤモンドをコバルトなどと共に焼結することによって得られるダイヤモンド焼結体を指すこともある。しかしながら、ダイヤモンドは高温下で (Fe)、コバルト (Co)、ニッケル (Ni) と容易に化学反応を起こす、などの性質のために、など鉄基合金や耐熱合金の切削には適さない。ダイヤモンドが使用できない分野では、代わりに立方晶窒化ホウ素 (cubic Boron Nitride, cBN) の焼結体(「ボラゾン™」)を用いる。

プラズマCVDなどの気相合成法によりダイヤモンドのコーティングは可能であり、一部のドリルなどでは既に実用化されている。

半導体[編集]

大部分のダイヤモンドは不導体であるが、ホウ素が微量含まれたIIb型のダイヤモンド結晶はP型半導体の特性を持ち、燐が微量含まれるとN型半導体となる。これらを使用したMES(金属-半導体結合)型やMIS(金属-半導体の間に絶縁体を挟む結合)型のFET(電界効果トランジスタ)半導体素子が研究されている。

窒化ケイ素の基板上に微量ホウ素を含むP型半導体のダイヤモンドを作ると、−70 - 600℃の広い温度範囲に対して直線的に抵抗値が変化する高精度の温度センサーができる。これは圧力センサーとしての利用も検討されている[12]

ダイヤモンドアンビルセル[編集]

ダイヤモンドアンビルセル英語版 (diamond anvil cell, DAC) は、天然または人工合成のダイヤモンドを使って超高圧を実現するための機械。小さなダイヤモンドを2つ用意し、その間に試料を挟み込んで圧縮する。小型(手のひらサイズ)で透明(リアルタイムで光学的な観測が可能)であり、サブテラパスカル(数百万気圧、数百GPa)までの加圧が可能である。鉱物学物性物理学などで用いられる。一方、ダイヤモンドそのものが大型化できないので、試料は大変小さなものにしなければならない。ダイヤモンド以外に、サファイヤ、炭化ケイ素を使ったアンビルセルもあるが、加圧できる圧力はダイヤモンドよりも劣る。なお、アンビルとは金床のことである。

音響機器[編集]

レコードプレーヤーのレコード針に使われる他、スピーカーの高域ユニットの振動板としても使用される。チタンなどの軽金属で形成されたベースにダイヤモンドをコーティングした製品が多いが、過去には樹脂のベースに厚くダイヤ皮膜を形成し、その後ベースを熔解除去し、ダイヤモンドだけで形成される振動板も登場した。しかし、ここでいうダイヤモンドはプラズマ法で形成されたアモルファス物質であり、またダイヤモンド化していない炭素も少なからず含まれている。

文化[編集]

比喩[編集]

ダイヤモンドは、貴重なもの・高価なもの・お金になるものの比喩としてよく使われる。また、色を冠して特定の商品を表すこともある。

フィクション[編集]

脚注[編集]

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  1. ^ 文部省編 『学術用語集 地学編』 日本学術振興会1984年、237頁。ISBN 4-8181-8401-2
  2. ^ 日本で初めての天然ダイアモンド発見 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
  3. ^ 「宝石の写真図鑑」p. 54 キャリー・ホール著 日本ヴォーグ社 1996年3月1日第1刷
  4. ^ レナード・トンプソン著、宮本 正興・峯 陽一・吉国 恒雄訳、1995、『南アフリカの歴史』pp. 216–218、明石書店 ISBN 4750306991
  5. ^ R. H. Wentorf, R. C. DeVries, and F. P. Bundy "Sintered Superhard Materials" Science 208 (1980) 873
  6. ^ D.D. Wagman, W.H. Evans, V.B. Parker, R.H. Schumm, I. Halow, S.M. Bailey, K.L. Churney, R.I. Nuttal, K.L. Churney and R.I. Nuttal, The NBS tables of chemical thermodynamics properties, J. Phys. Chem. Ref. Data 11 Suppl. 2 (1982).
  7. ^ F.A. コットン, G. ウィルキンソン著, 中原 勝儼訳 『コットン・ウィルキンソン無機化学』 培風館、1987年
  8. ^ 藤原修三・古賀義紀 「ダイヤモンドの硬さを凌ぐか-立方晶窒化炭素の世界初の合成-」(工業技術院物質工学工業技術研究所)
  9. ^ Pan, Z.; Sun, H.; Zhang, Y.; Chen, C. "Harder than Diamond: Superior Indentation Strength of Wurtzite BN and Lonsdaleite" Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 055503. DOI: 10.1103/PhysRevLett.102.055503
  10. ^ Natalia Dubrovinskaia et al. (2006). “Superior Wear Resistance of Aggregated Diamond Nanorods”. Nano Letters 6: 824–864. doi:10.1021/nl0602084. 
  11. ^ ダイヤモンド・ナノロッド凝集体の優れた磨耗抵抗性
  12. ^ a b c d 松原聡著 BLUE BACKS 『ダイヤモンドの科学』 2006年5月20日第1版発行 ISBN 4-06-257517-5
  13. ^ 難波義捷「日本におけるダイヤモンド状薄膜の開発経過
  14. ^ Yarnell, Amanda (2 February 2004). “The Many Facets of Man-Made Diamonds”. Chemical & Engineering News (American Chemical Society) 82 (5): 26–31. ISSN 0009-2347. http://pubs.acs.org/cen/coverstory/8205/8205diamonds.html. 
  15. ^ Laboratory Grown Diamond Report for Gemesis diamond, International Gemological Institute, 2007.
  16. ^ Gemesis lab-grown diamond site goes live, National Jeweler, March 19, 2012.
  17. ^ DeMarco, A. Gem-Quality White Diamonds Created in Laboratory, Forbes, March 14, 2012.

参考文献[編集]

関連項目[編集]

外部リンク[編集]