La cathodoluminescence au MEB comme méthode d’identification des diamants naturels et synthétiques.

Emmanuel FRITSCH, Benjamin RONDEAU, Thomas HAINSCHWANG
Université de Nantes et laboratoire GGTL-Liechtenstein

La cathodoluminescence permet de révéler les secteurs de croissance dans quelques gemmes, et s’avère particulièrement utile pour la séparation des diamants naturels et synthétiques.

La croissance des diamants naturels se fait essentiellement suivant les secteurs octaédriques, mais aussi des secteurs dits cuboïdes. A l’inverse, les diamants synthétiques produits par dissolution à Haute Pression et Haute Température (HPHT) ne présentent pas de secteurs cuboïdes, mais de vrais secteurs cubiques, c'est-à-dire se formant sous (001), avec des faces planes et des arêtes vives. Ceci entraine une différence  d’aspect des images en cathodoluminescence, avec des aspects en croix ou octagonaux. Viennent s’ajouter souvent des secteurs minoritaires dodécaèdriques et trapézoèdriques, eux aussi absent des gemmes naturelles.  Les diamants synthétiques CVD présentent un aspect très différent : des striations résultant du « step flow growth ».

Depuis l’arrivée des diamants synthétiques sur le marché, l’utilisation des méthodes d’imagerie de luminescence a permis de découvrir des aspects très complexes, inattendus ou simplement esthétiques de la croissance du diamant naturel. Ceci illustre certains mécanismes de guérison, insoupçonnés jusque là, ou au contraire posent des questions sur des processus que l’on croyait bien établis.