กากเพชร, หรือที่เรียกว่าซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC), สามารถแสดงสีได้หลากหลายด้วยเหตุผลสองประการ:
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างคริสตัล
ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นสารประกอบที่มีรูปแบบผลึกต่างๆ มากมาย, เรียกว่าโพลีไทป์, ซึ่งสามารถแสดงสีได้หลากหลาย. โพลีไทป์เหล่านี้มีการจัดเรียงอะตอมของซิลิคอนและคาร์บอนที่แตกต่างกันภายในโครงตาข่ายคริสตัล, และความแปรผันเหล่านี้อาจส่งผลต่อวิธีที่วัสดุมีปฏิกิริยากับแสง.
สิ่งเจือปนและข้อบกพร่อง
การมีสิ่งเจือปนและข้อบกพร่องภายในซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถเปลี่ยนสีได้. ตัวอย่างเช่น, ไนโตรเจนและโบรอนเจือปนอาจทำให้สีเปลี่ยนไปได้. ไนโตรเจนสามารถทำให้เกิดสีเหลืองเป็นสีเขียวได้, ในขณะที่โบรอนสามารถทำให้เกิดสีน้ำเงินหรือสีดำได้. ข้อบกพร่องในโครงสร้างคริสตัล, เช่นตำแหน่งว่างหรืออะตอมคั่นระหว่างหน้า, ยังสามารถส่งผลต่อสีโดยการเปลี่ยนช่องว่างของแถบความถี่หรือสร้างสถานะพลังงานที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นภายในช่องว่างของแถบความถี่, ซึ่งจะส่งผลต่อวิธีที่วัสดุดูดซับและปล่อยแสง.
ผลกระทบจากความหนาและพื้นผิว
ฟิล์มบางของซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถแสดงสีที่แตกต่างกันได้ ขึ้นอยู่กับความหนาและพื้นผิวที่พวกมันเติบโต. นี่เป็นเพราะผลการรบกวน, ในกรณีที่แสงสะท้อนจากพื้นผิวด้านบนของฟิล์มสามารถรบกวนแสงสะท้อนจากพื้นผิวด้านล่างหรืออินเทอร์เฟซระหว่าง SIC และสารตั้งต้น. สิ่งนี้อาจทำให้ความยาวคลื่นของแสงบางส่วนได้รับการเสริมหรือหักล้างออกไป, นำไปสู่รูปลักษณ์ของสีต่างๆ.
ออกซิเดชัน
เมื่อซิลิคอนคาร์ไบด์สัมผัสกับอากาศที่อุณหภูมิสูง, ชั้นออกไซด์สามารถเกิดขึ้นบนพื้นผิวได้, ซึ่งอาจแสดงสีที่แตกต่างกันเนื่องจากการรบกวนของฟิล์มบาง.
ในงานอุตสาหกรรม, สีของกรวดหรือผงซิลิกอนคาร์ไบด์อาจแตกต่างกันไปจากสีเขียวเป็นสีดำ, ขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์และกระบวนการที่แน่นอนที่ใช้ในการผลิตวัสดุ. ในรูปแบบอัญมณี, เช่น moissanite (รูปแบบสังเคราะห์ของ sic), วัสดุอาจเกือบไม่มีสีหรือสามารถทำให้เป็นสีที่ต่างกันได้โดยการใส่สิ่งเจือปนต่างๆ.
จอแสดงผลสีสันสดใส, โดดเด่นเป็นพิเศษใน 'สายรุ้ง'’ กากเพชร, สาเหตุหลักมาจากปฏิกิริยาที่ซับซ้อนของแสงกับโครงสร้างจุลภาคต่างๆ และสิ่งสกปรกภายในผลึก.
