Много карати за малко дни
През 1954 година General Electric представи на света първия синтетичен диамант, който беше под един милиметър. Той беше произведен с огромна хидравлична преса, в чиито център се намираше въглерод, който за няколко часа се превърна в диамант. По този начин учените имитираха условията, при които скъпоценните камъни възникват на 150-200 километра под земята. Температурите там са около 1300 градуса, а налягането – 60 килобара – 60 000 пъти по-голямо от налягането на повърхността на Земята. За да започне да расте диамантът, температурата и налягането трябва да са в точно определено съотношение. Крехкото равновесие трябва да се пази особено внимателно при синтеза в лабораторията. Само тогава въглеродните атоми се свързват тетраедрично в диамант, а не се наслояват под формата на евтин графит.
Усъвършенстван от руски и американски инженери, днес синтезът на диаманти е толкова съвършен, че може да произвежда камъни с много карати и добро качество. Най-често при синтеза в пресата се вкарва диамантен прах. Изходна точка за кристализацията е диамантената основа, върху която се поставят въглеродните атоми. Процесът протича по-бързо, отколкото в природата, макар и не чак толкова бързо, колкото би се искало на производителите. За един суров диамант от 3 карата са необходими 4 до 7 дни. Цената също си заслужава: при цветните камъни тя е около една трета от цената на естествените диаманти. Поне така твърдят от американската фирма Gemesis, един от крупните производители на синтетични диаманти за бижута.
Но чрез синтеза при висока температура и налягане се произвеждат диаманти най-вече за пробиване, шлайфане или рязане. За редица приложения – оптични, термични или електронни – кристалите са прекалено малки. Тук са необходими слоеве, по-дебели от няколко сантиметра. От повече от десет години за тази цел се използва т.нар. химическо парно утаяване. Гореща газова смес, съдържаща метан или водород, се провежда при нормално налягане през субстрат. Когато се облъчи с микровълни, въглеродът се отлага върху повърхността под формата на диамант. Въглеродът пречи на образуването на графит. Ако субстратът се състои от силиций, диамантът става поликристален, т.е. състои се от безброй миниатюрни кристали. Според Кристоф Вилд от немската фирма Diamond Materials, която произвежда продукти чрез химическо парно утаяване, това е достатъчно за много цели. Подобни диамантени слоеве служат за ефективно охлаждане в електрониката.
Ако целта е създаването на монокристал, каквито са камъните за украшение, подложката трябва да се състои от диамант, което ограничава размера на продукта. Ограничения има и при дебелината на слоевете. Засега тя е едва няколко милиметра. Въпреки това по този начин се произвеждат бижута до половин карат. С подобно производство се занимава американската фирма Apollo Diamond. Предимството на този синтез е, че се получават по-малко грешки в кристалната решетка и процесът е по-бърз. Освен това може да се влияе целенасочено върху електронните качества на диаманта, което е важно за техническите сфери на приложение.
