Czochralski -prosessi on menetelmä yksittäisten kiteiden, kiinteiden materiaalipalojen valmistamiseksi, joilla on yhtenäinen kide matriisi. Tällaisia kiteitä käytetään tunnetusti elektronisten komponenttien rakentamisessa sekä tieteellisessä tutkimuksessa ja monissa muissa sovelluksissa, joissa tarvitaan korkealaatuista kristallia, jolla on yhtenäinen matriisi. Esimerkiksi jalokivikauppiaat voivat hyödyntää Czochralski -prosessia korkean suorituskyvyn jalokivien muodostamisessa projekteihinsa, aivan kuten tutkimuslaitokset, jotka tarvitsevat timanttimateriaaleja, voivat kasvattaa niitä laboratoriossa tätä tekniikkaa käyttäen.
Tämä prosessi on nimetty puolalaisen tutkijan mukaan, joka löysi sen 20 -luvun alussa. Se alkaa kiteiden komponenttien sulamisesta upokkaaseen, joka kestää erittäin korkeita lämpötiloja. Upokas sijoitetaan tyypillisesti suljettuun uuniin, jossa on erittäin tarkka lämpötilan säätö. Korkea ohjaus on kriittinen, koska prosessi epäonnistuu, jos seos on liian kuuma tai liian kylmä, ja erittäin tarkkoja antureita voidaan sijoittaa useisiin paikkoihin lämpötilan muutosten seuraamiseksi.
Kun seosta kuumennetaan millä tahansa lisäaineella ja muilla tarvittavilla lisäaineilla, teknikko voi laskea varren varovasti siemenkiteellä. Tämä tehdään yleensä käyttämällä mekaanisia laitteita eikä käsin. Seuraavaksi sauva vedetään varovasti ja hyvin hitaasti pois, kun seos muodostaa kiinteän matriisin siemenkiteen ympärille. Czochralski -prosessin lopputuloksen pitäisi olla kiinteä materiaaliloki, jossa on joitakin jäännöksiä upokkaan pohjassa.
Asetuksissa, joissa lämpötila nousee liian korkeaksi, siemenkiteet voivat sulaa. Kristallin tuominen matalissa lämpötiloissa voi aiheuttaa upokkaan koko sisällön ennenaikaisen kiteytymisen, halkeamia, murtumisviivoja ja muita epäpuhtauksia. Tämä prosessi on hidas; siemenkiteen poistuminen mitataan millimetreinä tunnissa. Koko Czochralski -prosessin huolellinen valvonta voi tuottaa erittäin korkealaatuisia kiteitä, joissa on mahdollisimman vähän epäpuhtauksia.
Tuotantokustannukset voivat riippua tarvittavista raaka -aineista ja kiteen koosta. Suuremmat kiteet ovat haastavampia kasvaa ja vaativat suurempaa hallintaa. Jotkut raaka -aineet ovat erittäin kalliita. Czochralskin prosessikiteet ovat kemiallisesti identtisiä luonnollisten muodostumien kanssa, mutta niiden laatu ja luotettavuus ovat paljon korkeammat. Tämä on yleensä toivottavaa esimerkiksi laboratorioissa ja elektroniikan valmistajissa, mutta jalokivikauppiailla on joskus vaikeuksia myydä laboratoriossa kasvatettuja kiviä, koska kuluttajat pitävät luonnonkivistä.