Die Herstellung eines CVD-Diamanten (Chemical Vapor Deposition) umfasst mehrere entscheidende Schritte.
Dieser Prozess beginnt mit der Vorbereitung eines Keims und endet mit dem Wachstum eines Diamantkristalls.
Hier finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung des Prozesses:
Die 5 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Vorbereitung des Saatguts
Das Verfahren beginnt mit einem Keim.
Dieser Keim kann eine dünne Scheibe Diamant oder eine Graphitquelle sein.
Der Keim bildet die Grundlage für das Wachstum des Diamanten.
Der Keim wird in eine versiegelte Kammer gelegt, die zunächst auf ein Hochvakuum (etwa 20 Millitorr) evakuiert wird, um sicherzustellen, dass keine Verunreinigungen auftreten.
2. Füllen der Kammer
Nachdem die Kammer evakuiert wurde, wird sie mit einem kohlenstoffreichen Gas, in der Regel Methan, und entweder Wasserstoff oder Sauerstoff gefüllt.
Diese Gase sind für den Prozess der Diamantbildung unerlässlich.
3. Zufuhr von Energie
Anschließend wird Energie in die Kammer eingeleitet, um die chemischen Bindungen der Gase aufzubrechen.
Diese Energie kann durch Wärme oder ionisiertes Plasma zugeführt werden.
Die Methode des ionisierten Plasmas ist besonders effektiv, da sie zur Dissoziation der Gasmoleküle beiträgt, wodurch sich die Kohlenstoffatome auf dem Keim ablagern können.
4. Wachstum des Diamanten
Wenn die Energie die chemischen Bindungen aufbricht, werden Kohlenstoffatome freigesetzt und beginnen, sich an den Diamantkeim zu heften.
Dieser Prozess verläuft langsam, wobei sich die Moleküle mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,1-10 Mikrometern pro Stunde bewegen.
Im Laufe der Zeit gehen diese Kohlenstoffatome starke Bindungen mit dem Keim ein, wodurch sich Schichten bilden und der Diamant wächst.
Die Züchtung eines einkristallinen Diamanten dauert in der Regel etwa 4 Wochen.
5. Verarbeitung nach der Züchtung
Sobald der Diamant die gewünschte Größe erreicht hat, wird er geschliffen und poliert, um seine Brillanz und Klarheit zu verbessern.
Dieser Schritt ist entscheidend, um sicherzustellen, dass der Diamant die Qualitätsstandards erfüllt, die von im Labor gezüchteten Diamanten erwartet werden.
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