La velocità di crescita dei diamanti coltivati in laboratorio varia a seconda del metodo utilizzato: la deposizione chimica da vapore (CVD) richiede in genere dalle 4 alle 6 settimane, mentre l'alta pressione e l'alta temperatura (HPHT) sono potenzialmente più veloci ma meno comuni per i diamanti di qualità.
Deposizione chimica da vapore (CVD):
La CVD consiste nel far crescere i diamanti in un reattore a gas ionico a bassa pressione e ad alte temperature che vanno dai 700°C ai 1300°C. Il processo prevede la separazione delle molecole nel gas e la loro deposizione su un substrato strato per strato. Il periodo di crescita è generalmente compreso tra le 4 e le 6 settimane e il tempo influisce direttamente sulle dimensioni finali del diamante. La CVD è un processo complesso che richiede la rimozione di uno strato di grafite più volte per ottenere un diamante più grande, il che richiede molto tempo. Le condizioni di crescita devono essere rigorosamente mantenute; qualsiasi deviazione può arrestare la crescita o dare origine a diamanti fortemente inclusi e di uso limitato. Il tasso di crescita varia anche in base al colore del diamante: le dimensioni più grandi sono esponenzialmente più difficili da ottenere a causa della maggiore suscettibilità al fallimento durante i cicli di crescita più lunghi.Alta pressione e alta temperatura (HPHT):
L'HPHT consiste nel collocare un seme di diamante in una pressa appositamente progettata, dove viene sottoposto a temperature di 1300-1600 °C e a pressioni superiori a 870.000 libbre per pollice quadrato. In questo ambiente, un metallo fuso scioglie una fonte di carbonio di elevata purezza e gli atomi di carbonio precipitano sul cristallo del seme, provocando la crescita del diamante. Questo metodo è meno utilizzato per la produzione di diamanti di qualità rispetto alla CVD, ma può potenzialmente ottenere una crescita più rapida in condizioni controllate.Entrambi i metodi richiedono un controllo preciso della temperatura e della pressione per garantire il successo della crescita del diamante. La richiesta di tassi di crescita più rapidi è elevata a causa di esigenze industriali e accademiche, che hanno portato alla ricerca per aumentare la densità del plasma e ridurre al minimo i difetti attraverso varie strategie. Anche l'introduzione di azoto può migliorare il tasso di crescita nella CVD. Nel complesso, mentre la CVD è più comunemente utilizzata e conosciuta per i suoi tassi di crescita e le sue sfide, l'HPHT offre un'alternativa potenzialmente più veloce ma tecnicamente più impegnativa per la crescita dei diamanti.
