Die Wachstumsrate von im Labor gezüchteten Diamanten hängt von der verwendeten Methode ab, wobei die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) in der Regel 4 bis 6 Wochen dauert und das Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahren (HPHT) möglicherweise schneller ist, aber bei Diamanten von Edelsteinqualität weniger verbreitet ist.
Chemische Gasphasenabscheidung (CVD):
Beim CVD-Verfahren werden Diamanten in einem Ionengasreaktor bei niedrigem Druck und hohen Temperaturen zwischen 700 und 1300 °C gezüchtet. Bei diesem Verfahren werden die Moleküle des Gases getrennt und Schicht für Schicht auf einem Substrat abgeschieden. Die Wachstumszeit beträgt in der Regel 4 bis 6 Wochen und wirkt sich direkt auf die Endgröße des Diamanten aus. CVD ist ein komplexes Verfahren, bei dem eine Graphitschicht mehrfach entfernt werden muss, um einen größeren Diamanten zu erhalten, was sehr zeitaufwändig ist. Die Wachstumsbedingungen müssen streng eingehalten werden; jede Abweichung kann das Wachstum stoppen oder zu stark eingeschlossenen Diamanten führen, die nur von begrenztem Nutzen sind. Die Wachstumsrate hängt auch von der Farbe des Diamanten ab, wobei größere Größen aufgrund der erhöhten Störanfälligkeit bei längeren Wachstumszyklen exponentiell schwieriger zu erreichen sind.Hochdruck-Hochtemperatur (HPHT):
Beim HPHT-Verfahren wird ein Diamantkern in eine speziell entwickelte Presse gelegt, wo er Temperaturen von 1300-1600 °C und einem Druck von über 870.000 Pfund pro Quadratzoll ausgesetzt wird. In dieser Umgebung löst ein geschmolzenes Metall eine hochreine Kohlenstoffquelle auf, und die Kohlenstoffatome scheiden sich dann auf dem Impfkristall ab, wodurch der Diamant wächst. Diese Methode wird im Vergleich zum CVD-Verfahren weniger häufig zur Herstellung von Diamanten in Edelsteinqualität eingesetzt, kann aber unter kontrollierten Bedingungen ein schnelleres Wachstum ermöglichen.Beide Methoden erfordern eine genaue Kontrolle von Temperatur und Druck, um ein erfolgreiches Diamantenwachstum zu gewährleisten. Die Nachfrage nach schnelleren Wachstumsraten ist aufgrund des industriellen und akademischen Bedarfs hoch, was zu Forschungen zur Verbesserung der Plasmadichte und zur Minimierung von Defekten durch verschiedene Strategien führt. Auch die Einführung von Stickstoff kann die Wachstumsrate bei CVD verbessern. Während die CVD-Methode aufgrund ihrer Wachstumsraten und der damit verbundenen Herausforderungen am weitesten verbreitet und bekannt ist, bietet die HPHT-Methode eine potenziell schnellere, aber technisch anspruchsvollere Alternative für die Diamantenzucht.
