Spurenverunreinigungsmessungen von LDetek sichern die Qualität von im Labor 'gezüchteten' synthetischen Diamanten

25 März 2021

Der Experte für die Detektion von Spurenverunreinigungen, LDetek, hat eine schlüsselfertige Komplettlösung für die Herstellung synthetischer Diamanten entwickelt. Durch die Kombination eines Gaschromatographen mit integrierter Stromauswahl und Gasverdünnung können Betreiber den Prozess der Züchtung hochwertiger Zuchtdiamanten durch chemische Gasphasenabscheidung beschleunigen.

Die Produktion von synthetischen Diamanten in großem Maßstab nutzt das Hochdruck- und Hochtemperaturverfahren (HPHT), da dies die wirtschaftlichste Methode zur Herstellung großer Mengen synthetischer Diamanten ist. Das CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition) erzeugt jedoch die bestmögliche Qualität synthetischer Diamanten in relativ kurzer Zeit.

CVD erzeugt ein Kohlenstoffplasma über einem Substrat, auf dem sich die Kohlenstoffatome ablagern, um Diamant zu bilden. Es ermöglicht eine bessere Kontrolle der Merkmale und Eigenschaften der Diamanten, erfordert aber eine gute Kontrolle der Verunreinigungen in den verwendeten Kohlenwasserstoffgasen, und hier spielt das LDetek-System für Spurenverunreinigungen eine wichtige Rolle.

Der Gehalt an N₂ muss sorgfältig kontrolliert werden, zusammen mit Spuren von O₂ und H₂O, um die Reinheit des Wasserstoffs, Methans und anderer Zusatzgase zu bestätigen.

Spuren von N₂ von sub ppb bis zu einigen hundert ppm werden mit dem LDetek PlasmaDetek2 Detektor gemessen, der im MultiDetek2 Gaschromatographen montiert ist. Die optionale H₂O-NH₃- und O₂-Analyse kann im gleichen Gerät hinzugefügt werden, wenn es der Prozess erfordert. LDeteks LDGSS Stream Selector System sorgt für die automatische Umschaltreihenfolge bei der Analyse zwischen H₂/CH₄ und den verschiedenen Zusatzgasen, während das LDGDSA Automatic Dilution System zur genauen Kalibrierung für Gase in Teilen pro Milliarde hinzugefügt werden kann.

Synthetische Diamanten - auch als gezüchtete Diamanten bezeichnet - werden auf der ganzen Welt hergestellt und auf die gleiche Weise wie natürlich vorkommende Diamanten verwendet. Dazu gehören Schmuck, Elektronik, Maschinen- und Schneidwerkzeuge, Wärmeleiter und optische Materialien. Für die Industrie sind synthetische Diamanten weniger kostspielig, werden aber als besonders ethisches Produkt geschätzt, da ihre Herstellung kaum humanitäre oder ökologische Auswirkungen hat. Für die Schmuckherstellung sind weitere Vorteile die Möglichkeit, Formen zu produzieren, die in der Natur nicht möglich sind, und die bessere Kontrolle über die Qualität der Steine.

Die vollständige, detaillierte Applikationsschrift, die auch Informationen zu unteren Nachweisgrenzen und Chromatogrammen der Messungen enthält, steht auf ProcessSensing.com zum Download bereit:
Spurenverunreinigungsmessung für synthetischen Diamant, der durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) gezüchtet wurde