Proses Czochralski adalah metode untuk produksi kristal tunggal, potongan padat material dengan matriks kristal seragam. Kristal tersebut terkenal digunakan dalam konstruksi komponen elektronik serta dalam penelitian ilmiah dan sejumlah aplikasi lain di mana kristal berkualitas tinggi dengan matriks yang seragam diperlukan. Perhiasan, misalnya, dapat memanfaatkan proses Czochralski dalam pembentukan batu permata berkinerja tinggi untuk proyek mereka, seperti halnya fasilitas penelitian yang membutuhkan bahan seperti berlian dapat menumbuhkannya di lab menggunakan teknik ini.
Proses ini dinamai untuk seorang peneliti Polandia yang menemukannya pada awal abad ke-20. Ini dimulai dengan melelehkan komponen kristal dalam wadah yang mampu mentolerir suhu yang sangat tinggi. Wadah biasanya diposisikan dalam tungku tertutup dengan kontrol suhu yang sangat tepat. Kontrol tinggi sangat penting, karena proses akan gagal jika campuran terlalu panas atau terlalu dingin, dan sensor yang sangat tepat dapat ditempatkan di beberapa lokasi untuk memantau perubahan suhu.
Ketika campuran dipanaskan dengan dopan dan tambahan lain yang mungkin diperlukan, teknisi dapat dengan hati-hati menurunkan batang dengan kristal benih. Ini biasanya dilakukan dengan menggunakan peralatan mekanis, bukan dengan tangan. Selanjutnya, batang ditarik dengan hati-hati dan sangat lambat saat campuran membentuk matriks padat di sekitar kristal benih. Hasil akhir dari proses Czochralski harus berupa log material yang solid, dengan beberapa sisa di bagian bawah wadah.
Dalam pengaturan di mana suhu naik terlalu tinggi, kristal benih bisa meleleh. Pengenalan kristal pada suhu rendah dapat menyebabkan kristalisasi prematur dari seluruh isi wadah, lengkap dengan retakan, garis patah, dan kotoran lainnya. Proses ini lambat; penarikan kristal benih diukur dalam milimeter per jam. Kontrol hati-hati yang diperlukan selama proses Czochralski dapat menghasilkan kristal berkualitas sangat tinggi dengan pengotor minimal.
Biaya produksi dapat bergantung pada bahan baku yang dibutuhkan dan ukuran kristal. Kristal yang lebih besar lebih menantang untuk tumbuh, dan membutuhkan tingkat kontrol yang lebih besar. Beberapa komponen mentah sangat mahal. Kristal proses Czochralski secara kimiawi identik dengan formasi alami, tetapi memiliki kualitas dan keandalan yang jauh lebih tinggi. Ini biasanya diinginkan dalam pengaturan seperti laboratorium dan produsen elektronik, tetapi perhiasan terkadang mengalami kesulitan menjual batu yang ditanam di laboratorium karena preferensi konsumen untuk batu alam.