Czochralski-processen är en metod för framställning av enkristaller, fasta materialbitar med en enhetlig kristallmatris. Sådana kristaller är kända i konstruktionen av elektroniska komponenter såväl som i vetenskaplig forskning och ett antal andra tillämpningar där en högkvalitativ kristall med en enhetlig matris behövs. Juvelerare, till exempel, kan använda Czochralski-processen för att bilda högpresterande ädelstenar för sina projekt, precis som forskningsanläggningar med behov av material som diamant kan odla dem i labbet med denna teknik.
Denna process är uppkallad efter en polsk forskare som upptäckte den i början av 20-talet. Det börjar med att smälta komponenterna i kristallerna i en degel som tål extremt höga temperaturer. Degeln är vanligtvis placerad i en sluten ugn med mycket exakt temperaturkontroll. Hög kontroll är kritisk, eftersom processen kommer att misslyckas om blandningen är för varm eller för kall, och mycket exakta sensorer kan placeras på flera platser för att övervaka temperaturförändringar.
När blandningen värms upp med eventuellt dopmedel och andra tillsatser som kan vara nödvändiga, kan en tekniker försiktigt sänka en stav med en frökristall. Detta görs vanligtvis med hjälp av mekanisk utrustning, snarare än för hand. Därefter dras staven försiktigt och mycket långsamt tillbaka eftersom blandningen bildar en fast matris runt frökristallen. Slutresultatet av Czochralski-processen bör vara en solid stock av material, med några rester i botten av degeln.
I miljöer där temperaturen stiger för högt kan frökristallen smälta. Införande av kristallen vid låga temperaturer kan orsaka för tidig kristallisering av hela innehållet i degeln, komplett med sprickor, brottlinjer och andra föroreningar. Denna process är långsam; utdragning av frökristallen mäts i millimeter per timme. Den noggranna kontroll som behövs under hela Czochralski-processen kan ge kristaller av mycket hög kvalitet med ett minimum av föroreningar.
Produktionskostnaderna kan bero på de råvaror som behövs och storleken på kristallen. Större kristaller är mer utmanande att växa och kräver större grad av kontroll. Vissa råkomponenter är mycket dyra. Czochralski processkristaller är kemiskt identiska med naturliga formationer, men har en mycket högre kvalitet och tillförlitlighet. Detta är vanligtvis önskvärt i miljöer som labb och elektroniktillverkare, men juvelerare har ibland svårt att sälja labbodlade stenar på grund av konsumenternas preferenser för natursten.