26.2.2004, 11:06 Uhr
Künstlicher Diamant härter als das Original

Amerikanische Geowissenschaftler haben künstliche Diamanten hergestellt, die gut 50 Prozent härter sind als "herkömmliche" Diamanten und damit das härteste bekannte Material darstellen. Wie die Forscher im Fachblatt "Physica Status Solidi A" berichten, arbeitet ihre Herstellungsmethode zudem 100 Mal schneller als bisherige Techniken.

"Wir glauben, dass diese Resultate einen wichtigen Durchbruch in unserem Forschungsfeld darstellen", so Chih-shiue Yan von der Carnegie Institution of Washington, Washington DC. "Nicht nur waren unsere Diamanten derart hart, dass sie die Messapparatur beschädigt haben. Wir konnten auch binnen eines Tages Schmuckstein-große Kristalle züchten." Anwendung finden Kunstdiamanten etwa als Beschichtung für stark beanspruchte Werkzeuge oder in Hochdruckpressen zum Nachahmen der Bedingungen im Erdinneren. Nach Ansicht einiger Forscher könnte auch die nächste Elektronikgeneration auf Diamant basieren.

Yan und Kollegen stellten ihre Diamanten durch Abscheidung aus der Gasphase (chemical vapour deposition, CVD) her. Indem sie Wasserstoff- und Methangas mit geladenen Teilchen bombardierten, setzten sie eine Kette chemischer Reaktionen in Gang, bei dem die Kohlenstoffatome des Methans freigesetzt wurden. Diese Atome "regneten" auf ein Diamantplättchen herab und ordneten sich darauf in der gleichen Kristallstruktur an. Auf diese Weise erzeugten die Forscher bis zu einen Zentimeter große Kunstdiamanten.

"Diese waren bereits sehr viel schwieriger zu polieren als konventionelle Diamanten, wie sie bei hohen Drücken und Temperaturen entstehen", erläutert Yan. Eine Nachbehandlung bei bis zu 7 Gigapascal (etwa 70.000 Atmosphärendrücken) und 2.000 Grad Celsius verlieh der Kristallstruktur der Kunstdiamanten den letzten Schliff und ließ ihre Härte auf 150 Prozent des Wertes natürlicher Diamanten steigen.


Forschung: Chih-shiue Yan, Ho-kwang Mao und Russell J. Hemley, Geophysical Laboratory, Carnegie Institution of Washington, Washington DC; und andere

Veröffentlichung in Physica Status Solidi A, Vol. 201(4), R25-7, DOI 10.1002/pssa.200409033

WWW:
Homepage Russell Hemley
Molecule of the Month: Diamond
Diamond Electronics

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