SYNTHETISCHE DIAMANTEN - CVD

SYNTHETIC DIAMONDS CVD - CVD (Chemical Vapor Deposition)

Wie werden CVD Lab Grown Diamanten gezüchtet? Welche Gase werden verwendet? Was unterscheidet CVD von HPHT Lab Grown Diamonds?

Entstehung CVD “Galaxy Diamonds” Wachstumsprozess

CVD-Labordiamanten entstehen durch das Platzieren eines Saatkristalls in eine Vakuumkammer, die mit Methan- und Wasserstoffgas gefüllt wird. Bei hohen Temperaturen (zwischen 700 und 1000 Grad Celsius) und unter Einwirkung von Plasma spalten sich die Gase, und Kohlenstoffatome setzen sich auf dem Saatkristall ab, wodurch ein Diamant Atom für Atom wächst. Dieser Prozess imitiert die natürliche Entstehung von Diamanten, ist jedoch kontrollierter und umweltfreundlicher. *Methan ist ein Kohlenwasserstoff

Bei der CVD-Synthese spalten Mikrowellen die in den Reaktor eingespeisten Kohlenwasserstoffmoleküle auf. Diese Bruchstücke wandern nach unten zum kälteren Diamantkeim und lagern sich an der wachsenden Diamantoberfläche an. Der Lab-Diamant wächst in dünnen Schichten, und seine endgültige Dicke hängt von der Zeit ab, die für das Wachstum zur Verfügung steht. Das Ergebnis sind flache, tafelförmige Kristalle (ähnlich eines Würfels), deren Außenseite mit schwarzem Grafit beschichtet ist.

Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist eine neuere Technik, mit der Diamanten aus einem Kohlenwasserstoff-Gasgemisch (z.B. Methan) gezüchtet werden. Beim CVD-Verfahren wird eine dünne Scheibe eines Diamantsamens (oft ein HPHT-Diamant) in eine abgedichtete Vakuum-Kammer gelegt und auf etwa 900 Grad Celsius erhitzt. Eine Energiequelle – wie z.B. ein Mikrowellenstrahl – zerlegt die Gasmoleküle, und die Kohlenstoffatome diffundieren in Richtung der kälteren, flachen Diamantkeimplatten.

Im CVD-Prozess wird ein Kohlenwasserstoffgas wie Methan in einem Vakuumreaktor in Gegenwart eines Saatkristalls in ein Plasma überführt. Die Kohlenstoffatome setzen sich auf dem Saatkristall ab und bilden eine Diamantstruktur. Wasserstoff hilft dabei, das Wachstum zu steuern und Graphitbildung zu verhindern. Der Prozess wird so lange fortgeführt, bis der Diamant die gewünschte Größe erreicht hat.