Искусственно выращенный кристалл — это завтрашний день и основное его назначение — использование в технических целях в области высоких технологий. Изготовление бриллиантов — это всего лишь частный случай использования алмаза ювелирного качества. У нас есть слоган — если уже ничего больше нельзя изготовить из алмаза, сделай бриллиант. Естественно, в настоящее время за столь большой срок существования технологий огранки выработался достаточно эффективный способ оценки коммерческой стоимости бриллиантов в зависимости от его формы, размера, цвета и качества. Поэтому все компании, занимающиеся выращиванием, в первую очередь оценку стоимости своей продукции осуществляют по ювелирному направлению. Оценить стоимость изделий для hi-tech значительно сложней, поскольку для некоторых направлений еще не сформированы технические требования к монокристаллам. Для этого надо провести много научно-технических и опытно-конструкторских работ, чтобы это вылилось в конкретные требования по физико-механическим свойствам кристаллов. С другой стороны, исследовательские центры только сейчас начинают получать такие материалы. Если раньше все надеялись, что безазотный природный алмаз даст какой-то шанс электронике сделать шаг вперед, то оказалось, что найти в природе одинаковые кристаллы по дефектно-примесному составу очень сложно, поскольку их в природе менее 2% и каждый кристалл не похож на другой. Поэтому природные безазотные алмазы в основном используются в электронике только как единичные датчики, к примеру, как датчики ионизирующих излучений.

Какие основные методы используются для выращивания монокристаллов алмаза?

Существуют две основные технологии выращивания монокристаллов — CVD (chemical vapor deposition — осаждение углерода из газовой фазы) и HPHT (high-pressure high-temperature — с использованием высокого давления и высокой температуры). Эти технологии связаны между собой и дополняют друг друга. Для выращивания качественных CVD-монокристаллов необходима HPHT-подложка, т. е. пластина из монокристалла, выращенного на прессовом оборудовании. А так как пластины из HPHT-кристаллов имеют небольшие размеры — от 3 до 10 мм, то, соответственно, и CVD-кристаллы имеют такие же размеры. Кроме того, CVD-кристаллы по толщине редко превышают 1-3 мм. Если осаждать углерод не на монокристаллическую подложку, а на кремний или поликристаллический алмаз, в итоге получим поликристаллический диск толщиной до 1 мм, который не обладает уникальными свойствами монокристалла и, соответственно, имеет ограниченное применение в электронике и оптике. В настоящее время диаметр таких поликристаллических дисков может достигать до 100 мм. Они могут применяться для алмазных окон, часовых стекол, микротехники и т. д. Поэтому только монокристаллы алмаза — будущая новая элементная база для электроники, оптики, медицины, ювелирной и инструментальной промышленности.

Как известно, Китай — основной производитель синтетических алмазов. Возможно, серьёзная угроза природному алмазу придет именно оттуда?

Сегодня Китай производит более 10 млрд карат синтетического алмазного порошка, причем 80% используется внутри самого Китая. Десять лет назад китайские специалисты приобрели у киевского Института сверхтвердых материалов очень удачную конструкцию кубического пресса, которая позволила впоследствии разработать технологию массового спонтанного синтеза высококачественных алмазных порошков. Сегодня каждые полчаса с кубического пресса сходит 250-400 карат алмазного порошка размером до 800 мкм или 2-3 поликристаллических алмазных диска диаметром до 50 мм для производства инструмента. А таких прессов в Китае сегодня более 30 тысяч. Цена порошков упала в десять раз, с 2 долларов до 20 центов. Это привело к закрытию или перепрофилированию многих зарубежных алмазных заводов, производящих порошки. Потребности инструментальной промышленности в монокристаллах более крупных размеров, чем порошки, заставили китайские исследовательские центры разработать технологии спонтанного синтеза желтых монокристаллов от 1 мм до 4 мм. Однако самые крупные производители выпускают такие кристаллы объемом не более 10 тысяч карат в месяц, причем чистых кристаллов пока немного. Проводятся обширные исследовательские работы по разработке технологий одновременного выращивания большого количества кристаллов на кубических прессах методом температурного градиента с использованием в качестве затравок кристалликов из ранее синтезированных желтых порошков. Эти технологии пока не очень стабильны и используются на прессах небольшой мощности. Синтез бесцветных монокристаллов еще не развит.

Еще одним серьезным направлением в синтетических алмазах является бурно развивающиеся в Китае технологии выращивания монокристаллов методом CVD. Выращенные плоские монокристаллические безазотные кристаллы имеют коричневый оттенок. Они режутся на кубики размерами 1-3 мм. Далее подвергаются «облагораживанию» НРНТ-обработкой (становятся бесцветными), а затем из них производятся те скандально известные «синтетические» мелкие бриллианты, которые в последнее время взбудоражили весь алмазный мир. Темпы развития китайской алмазной промышленности впечатляют и, думаю, не пройдет и двух-трех лет, как китайские алмазные заводы начнут переориентировать свои мощности с порошков на выращивание монокристаллов, причем, если будут созданы технологии спонтанного синтеза бесцветных кристаллов размером от 1000-800 мкм до 2-3 мм в больших объемах, а это основные размеры кристаллов для огранки бриллиантов в Индии, вот тогда возможно серьезное влияние «синтетики» на мировую алмазную индустрию природных алмазов.

Т. е. берут созданный в прессах монокристалл, выпиливают в нём плоскую подложку, которую потом используют для затравки при выращивании CVD способом и растят монокристаллы. Но так делает не только Китай, но и весь мир. Китай недавно удивил мир тем, что придумал новую технологию создания маленьких 2-3 мм монокристаллических алмазов высокой чистоты.

Но есть одно но, Китай, который получил эту технологию купив её у Украины, которая в свою очередь досталась ей с советских времён, выращивает монокристаллы максимум 2-3 мм. А для применения в электронике или для создания больших бриллиантов нужны реально большие пластины.

Вот, технология разработанная в Санкт-Петербурге и позволяет создавать монокристаллические алмазные пластины диаметром, как минимум, до 15 мм! А на такой площади не только здоровенный мощный СВЧ транзистор создать можно, но и даже микросхему.

Как вы пришли к выводу, что когда Китай освоит эту технологию… мне не понятно. Считаете, что мы поступим как Украина?