Das Prinzip funktioniert folgendermaßen: Im Reaktor wird ein Methan-Wasserstoff-Plasma mittels Mikrowellen erzeugt. Durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD – Chemical Vapour Deposition) schlagen sich aus diesem Plasma Diamantkristallite auf einem Substrat nieder, zum Beispiel auf Silicium-Wafern. "Ursprünglich wollten wir Diamantschichten für spezielle Anwendungen entwickeln", erklärt Prof. Dr. Peter Koidl aus dem IAF. "Aber mit den bestehenden Reaktoren stießen wir schnell an Grenzen."

Mit Hilfe von Simulationen ermittelten Prof. Dr. Koidl und sein Team die beste Geometrie für einen Reaktor, mit dem sich auch großflächige Diamantscheiben herstellen lassen. "Unser Ziel war es, das Plasma über einen langen Zeitraum an einer gewünschten Stelle stabil zu erhalten. Denn nur so können die Diamantschichten ungestört auf dem Substrat wachsen. Die Simulationen brachten uns auf die Ellipsoid-Reaktoren mit ihrer charakteristischen Eiform", berichtet Prof. Dr. Koidl weiter.

Mittlerweile baut die Firma Aixtron in Aachen die eiförmigen CVD-Anlagen in Lizenz und vertreibt sie weltweit in zwei Variationen. Mit dem neuen Abscheideverfahren werden die Diamantscheiben aber nicht nur größer, sondern auch preiswerter. Damit ergeben sich für die Diamanten aus dem Ei völlig neue Einsatzgebiete, wie etwa als hochbelastbare Fenster für Laser und Mikrowellengeneratoren, als Unterlagen für elektronische Bauelemente oder als Kühlkörper für die Leistungselektronik und Optoelektronik.

Siehe auch

• Spektrum Ticker vom 15.10.1999
  "Vom Edelstein zur Bleistiftmine"
  (nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
  
• Spektrum Ticker vom 26.7.1999
  "Auf dem Weg zu großen Diamantschichten"
  (nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)