Das CVD-Verfahren, auch bekannt als Chemical Vapor Deposition, ist ein Verfahren zur Abscheidung eines festen Materials aus einer Gasphase.
Dabei kommt es zu einer chemischen Reaktion zwischen flüchtigen Vorläufern und der Oberfläche der zu beschichtenden Materialien.
Die CVD-Methode ist ein neuartiger Ansatz zur künstlichen Herstellung von Diamant unter anderen Bedingungen als denen, die für sein natürliches Wachstum erforderlich sind.
Was ist die CVD-Methode? 5 wichtige Punkte erklärt
1. Zersetzung von kohlenstoffhaltigen Vorläufern
Bei der CVD-Methode werden kohlenstoffhaltige Vorstufen in einer stark reduzierenden Atmosphäre mit verschiedenen Aktivierungsmethoden zersetzt.
Dies führt zum Wachstum von polykristallinem Diamant auf geeigneten Substraten.
2. Reproduzierbares Wachstum und hochqualitativer Diamant
Im Vergleich zu anderen Verfahren bietet die CVD-Methode ein reproduzierbares Wachstum und eine hohe Diamantqualität.
Für die Herstellung von einkristallinen Diamantschichten sind jedoch einkristalline Diamantsubstrate erforderlich.
3. Verschiedene Arten von CVD-Verfahren
Es gibt verschiedene Arten von CVD-Methoden, die in der Diamantenproduktion eingesetzt werden.
Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD)
Bei dieser Methode wird ein Plasma eingesetzt, um die chemischen Reaktionen und den Abscheidungsprozess zu verbessern.
Chemische Gasphasenabscheidung mit Mikrowellenplasma (MPCVD)
Bei diesem Verfahren wird Mikrowellenenergie zur Erzeugung eines Plasmas eingesetzt, das die Abscheidung von Diamant erleichtert.
Chemische Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LPCVD)
Bei dieser Methode wird während des Abscheidungsprozesses ein niedriger Druck aufrechterhalten, um die Wachstumsbedingungen zu kontrollieren.
Chemische Ultrahochvakuum-Gasphasenabscheidung (UHVCVD)
Bei diesem Verfahren wird mit extrem niedrigem Druck und hohem Vakuum gearbeitet, um den Wachstumsprozess präzise zu steuern.
4. Lose Diamanten von hoher Qualität erzeugen
Das CVD-Diamantenverfahren wird für die Herstellung hochwertiger loser Diamanten verwendet.
Ein Material wird in einer Kammer in Gegenwart eines reinen Kohlenstoffplasmas platziert.
Die Kohlenstoffatome lagern sich mit der Zeit auf dem Material ab und bilden schließlich einen künstlichen Diamanten.
Um farbige Fancy-Diamanten zu erzeugen, werden während der Wachstumsphase bestimmte Spurenelemente in das Kohlenstoffkristallgitter eingebracht.
5. Nachahmung der natürlichen Diamantentstehung
Das CVD-Verfahren ahmt die Entstehung von Diamanten in interstellaren Gaswolken nach und verwendet im Vergleich zum HPHT-Verfahren (High Pressure High Temperature) weniger Druck.
Der Diamantkeim wird in eine Vakuumkammer gelegt, die mit kohlenstoffreichen Gasen gefüllt ist, die auf etwa 1500 Grad Celsius erhitzt werden.
Die hohen Temperaturen bewirken, dass sich die Gase in ein Plasma verwandeln und Kohlenstoffstücke freisetzen, die auf den Diamantenkeim herabregnen und das Wachstum des Diamanten bewirken.
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