Chemická Depozícia z pár
Samotný rast diamantovej vrstvy prebieha metódou chemickej depozície z pár. Princíp chemickej depozície z pár spočíva v tom, že aktivačné médium (Mikrovlny alebo volframové vlákna žeravené na teplotu 2200°C) spôsobí rozklad plynov na rôzne atómy a ióny, ktoré chemicky reagujú pri povrchu substrátu a postupne, atóm po atóme vzniká diamantová vrstva.
Pripravené substráty pre rast sú vložené do reaktora, z ktorého sú následne odčerpané prebytočné plyny (vytvorí sa vákuum) a následne sú privedené pracovné plyny. Pre úspešný rast diamantových vrstiev je potrebná prítomnosť pracovných plynov v reaktore, kde prebieha rast. Ako pracovné plyny sa najčastejšie používajú vodík a metán. Molekula metánu obsahuje uhlík a je potrebná ako prekurzor pre diamantový rast. Najdôležitejší význam vodíka spočíva v tom, že leptá vytvorené nediamantové uhlíkové útvary vytvorené na povrchu vzorky, čím skvalitňuje vytvorenú diamantovú vrstvu. Rast diamantovej vrstvy prebieha vo vákuu a pri teplote substrátu viac ako 650 °C.
Diamantová vrstva je vo forme tenkej polykryštalickej diamantovej vrstvy na substráte. Ako substrát (podložka) sa najčastejšie používa kremíková doska s hrúbkou 0,625 mm. Pred samotným procesom je potrebné substráty vyčistiť v ultrazvukovom kúpeli v acetóne, izopropylalkohole a opláchnuť v demineralizovanej vode. Po vyčistení prebieha proces nukleácie, kedy sú vyčistené substráty ponorené počas 40 minút v ultrazvukovom kúpeli v roztoku demineralizovanej vody a diamantového prášku s veľkosťou častíc menej ako 10 nm.
Pri procese rastu je možné ovplyvňovať rôzne parametre ako napr. doba rastu, pomer prietoku pracovných plynov, tlak v aparatúre a teplota substrátu. Výsledné diamantové vrstvy sa tak rozlišujú hlavne hrúbkou vrstvy, homogenitou vrstvy a veľkosťou diamantových kryštálov. Hrúbka diamantovej vrstvy môže byť v ráde stoviek nanometrov, čo je vlnová dĺžka svetla a ľudské je veľmi citlivé a dokáže pozorovať rôzne odtiene a svetelné efekty.
Video o príprave substrátov si môžete pozrieť tu.