Jabarkan Proyek Berlian General Electric dari Berlian sintetis

Pada tahun 1941, sebuah persetujuan dibuat antara General Electric (GE), Norton, dan perusahan Carborundum untuk mengembangkan berlian sintetis lebih jauh lagi. Mereka mampu memanaskan karbon hingga 3000 oC di bawah tekanan 3,5 gigapascal selama beberapa detik. Segera ketika itu, Perang Dunia II memengaruhi proyek tersebut. Proyek ini dimulai kembali pada tahun 1951 di Laboratorium Schenectady milik GE, dan kelompok perusahaan berlian bertekanan tinggi dibentuk oleh F. P. Bundy dan H. M. Strong. Tracy Hall dan yang lainnya ikut dalam kelompok ini segera setelah itu.

Kelompok Schenectady mengembangkan landasan tempa yang dirancang oleh Percy Bridgman, yang menerima Hadiah Nobel karena hasil karyanya pada tahun 1946. Bundy dan Strong melakukan peningkatan pertama, lalu dilakukan lebih banyak lagi oleh Hall. Kelompok GE menggunakan landasan tempa tungsten karbida dalam tekanan hidraulik untuk menekan sample yang mengandung karbon dalam kontainer catlinite, kerikil yang telah melalui proses dikeluarkan dari kontainer menuju suatu wadah. Tim merekam sintesis berlian dalam satu percobaan, tetapi eksperimen tidak dapat diulang karena kondisi sintesis yang tidak pasti.

Hall mencapai kesuksesan komersial yang pertama dalam mensintesis berlian pada 16 Desember 1954, dan diumumkan pada bulan Februari 1955. Terobosannya memanfaatkan sabuk tekan, yang mempu menghasilkan tekanan hingga 10 GPa dan temperatur di bawah 2000 oC. Sabuk tekan menggunakan kontainer pyrophyllite di mana grafit dilarutkan dalam campuran nikel, kobalt, dan besi cair. Logam-logam tersebut berperan sebagai katalis larutan, yang melarutkan karbon serta mempercepat konversi menjadi berlian. Berlian terbesar yang diproduksi berukuran 0,15 mm, terlalu kecil dan secara visual tidak sempurna bagi penjual berlian, tetapi berguna sebagai abrasif di industri. Rekan kerja Hall dapat mereplikasi pekerjaannya, dan penemuannya dipublikasikan pada jurnal Nature. Ia orang pertama yang mampu menumbuhkan berlian sintetis dan dapat diulang, diverifikasi, dan dengan proses yang didokumentasi dengan baik. Ia meninggalkan GE pada tahun 1955, dan tiga tahun kemudian mendirikan bagian baru dalam sintesis berlian, tekanan tetrahedral dengan empat landasan tempa, untuk menghindari pelanggaran pada paten miliknya yang lalu, yang masih dimiliki GE. Hall menerima penghargaan dari American Chemical Society atas penemuan kreatifnya dalam mensintesis berlian.

Sebuah usaha sintesis berlian dilakukan pada 16 Februari 1953 di Stockholm oleh ASEA (Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget), sebuah perusahaan manufaktur barang elektronik. Dimulai pada tahun 1949, ASEA mempekerjakan sebuah tim yang terdiri dari lima ilmuwan dan insinyur sebagai bagian dari proyek pembuatan berlian rahasia yang dinamai QUINTUS. Tim menggunakan bulky split-sphere apparatus yang didesain oleh Baltzar von Platen dan Anders Kämpe. Tekanan dipertahankan dalam alat yang diperkirakan sebesar 8,4 GPa selama satu jam. Sejumlah kecil berlian diproduksi, tetapi bukan yang berukuran batu perhiasan. Hasil pekerjaannya tidak dilaporkan hingga tahun 1980an. Selama tahun 1980an, kompetitor baru bermunculan di Korea, dengan nama perusahaan Iljin Diamond, dan lalu diikuti ratusan perusahaan asal China. Iljin Diamond dapat mensintesis berlian dengan menyelewengkan rahasia perdagangan dari GE melalui mantan pegawai GE asal Korea.

Kristal berlian sekelas batu perhiasan pertama kali diproduksi pada tahun 1970 oleh GE, yang dilaporkan pada tahun 1971. Kesuksesan pertama tersebut akibat penggunaan tuba pyrophyllite yang ditanamnkan pada setiap ujungnya dengan lapisan tipis berlian. Material grafit ditempatkan di tengah dan logam terlarut (nikel) di antara grafit dan benih berlian. Kontainer dipanaskan dan tekanan meningkat hingga 5,5 GPa. Kristal tumbuh seperti mengalir dari tengah hingga ujung tuba. Meningkatkan lamanya proses akan menghasilkan kristal yang berukuran lebih besar. Pada awalnya, proses penumbuhan yang memakan waktu selama satu minggu menghasilkan berlian berukuran 5 mm (1 karat, 0,2 gram), dan kondisi proses harus stabil.

Berlian yang diproduksi ketika itu selalu berwarna kuning hingga coklat akibat kontaminasi nitrogen. Inklusi atau penambahan mineral umum dilakukan. Memindahkan seluruh nitrogen dari proses dengan menambahkan alumunium atau titanium menghasilkan berlian tak berwarna, dan pemindahan nitrogen disertai penambahan boron akan menghasilkan berlian berwarna biru. Memindahkan nitrogen dari proses juga memperlambat proses dan mengurangi kualitas kristalin, sehingga proses umumnya dilakukan dengan kehadiran nitrogen dalam proses.

Meski berlian GE dan berlian alami secara kimiawi identik, sifat fisik antara keduanya tidaklah sama. Berlian tak berwarna menghasilkan efek fluoresensi dan fosforesensi yang kuat di bawah sinar ultra violet dengan panjang gelombang pendek, tetapi menjadi inert ketika diberi sinar UV dengan panjang gelombang yang panjang. Di antara berlian alami, hanya berlian berwarna biru yang langka yang menghasilkan efek seperti ini. Tidak seperti berlian alami, berlian GE menunjukkan fluoresensi kuning yang kuat di bawah sinar X. De Beers Diamond Research Laboratory telah menumbuhkan berlian hingga 25 karat (5 gram) untuk tujuan penelitian. Kondisi HPHT yang stabil dijaga selama enam minggu untuk menghasilkan berlian berkualitas tinggi, tetapi jika untuk tujuan komersial, penumbuhan biasanya dihentikan ketika berlian mencapai berat 1 karat (0,2 gram) hingga 1,5 karat (0,3 gram).

Pada tahun 1950an, penelitian dimulai di Uni Soviet dan Amerika Serikat dalam penumbuhan berlian dengan pirolisis gas hidrokarbon pada temperatur yang relatif rendah, yaitu 800 oC. Metode ini dinamakan deposisi uap kimia (chemical vapor deposition, CVD). Deryagin dan Fedoseev secara sukses membuat lapisan berlian dari material non berlian (silikon dan logam), yang memicu penelitian besar-besaran dalam penelitian pembuatan berlian yang murah.