한미보석감정원(원장 김영출)은 지난 10월 21일부터 22일까지 경북 구미 호텔금오산에서 열린 ‘2026 한국결정성장학회 추계학술대회’에 참가해 사파이어와 루비의 처리 및 감별에 관한 연구 성과를 발표했다. 한국결정성장학회(회장 강승민)가 주최한 이번 학술대회에서는 단결정 성장과 결정 결함, 반도체 및 광학 소재 등 다양한 분야의 연구 결과가 소개됐다.

 

 

한미보석감정원 최현민 연구이사는 이번 학술대회에서 ‘저농도 베릴륨(Be) 처리 블루 사파이어의 특성 분석’과 ‘이트륨(Y)·지르코늄(Zr)·나이오븀(Nb)을 함유한 특이 균열 함침 루비’ 등 두 편의 연구 포스터를 발표했다.

 

 

첫 번째 연구에서는 블루 사파이어 7개를 대상으로 레이저 유도 붕괴 분광법(LIBS), 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR), 광학현미경 분석 등을 실시했다. 분석 결과 3개 시료에서 약 3~10ppm의 미량 베릴륨이 검출됐으며, 3207~3209cm-1 부근의 적외선 흡수 특성과 고온 처리에 따른 내포물 변화가 관찰됐다. 연구진은 특정 적외선 흡수 특성만으로 베릴륨 처리 여부를 단정하기는 어렵지만, 미량 원소 분석과 현미경 관찰을 병행하면 저농도 베릴륨 처리 사파이어의 감별에 유용한 정보를 얻을 수 있다고 설명했다.

 

 

두 번째 연구에서는 4.00캐럿 루비의 균열 부위에서 이트륨, 지르코늄, 나이오븀 성분이 검출됐다. 반면 일반적인 납 유리 함침 루비에서 나타나는 납(Pb)과 바륨(Ba)은 검출되지 않았다. 특히 균열이 집중된 부위에서 해당 원소들의 XRF 신호가 상대적으로 강하게 나타나 기존 납 유리 함침과 다른 조성의 충전 물질이 사용됐을 가능성이 제기됐다.

 

 

연구진은 이번 사례가 루비의 외관 개선에 사용되는 함침 물질의 조성이 다양해지고 있음을 보여준다며, 정확한 처리 여부를 판단하기 위해서는 현미경 관찰과 화학 성분 분석을 종합적으로 실시해야 한다고 강조했다.

 

 

한편, 학술대회 기간 중 열린 ‘2026 차세대 반도체용 웨이퍼 기술 포럼’에서는 다이아몬드와 질화갈륨, 탄화규소 등 차세대 반도체 소재의 결정 성장 기술도 소개됐다. 한국공학대학교 남옥현 교수는 다이아몬드 웨이퍼 기술과 차세대 소자 응용을 주제로 사파이어 기판을 활용한 다이아몬드 결정 성장, 결함 제어 및 2인치 단결정 다이아몬드 웨이퍼 제작 등의 연구 성과를 발표했다.

 

 

한미보석감정원은 앞으로도 보석 처리와 감별에 관한 연구를 지속하는 한편, 결정 성장 및 첨단 소재 분석 기술과의 연계를 통해 보석 감별 기술의 신뢰성을 높여 나갈 계획이다.

 

 

/ 김태수 편집장 
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