carborundum, còn được gọi là cacbua silic (SiC), có thể hiển thị nhiều màu sắc vì một vài lý do:
Các biến thể cấu trúc tinh thể
Cacbua silic là hợp chất có nhiều dạng tinh thể khác nhau, được gọi là đa hình, có thể thể hiện nhiều màu sắc khác nhau. Những polytype này có sự sắp xếp khác nhau của các nguyên tử silicon và carbon trong mạng tinh thể, và những biến đổi này có thể ảnh hưởng đến cách vật liệu tương tác với ánh sáng.
Tạp chất và khuyết tật
Sự hiện diện của tạp chất và khuyết tật trong cacbua silic có thể làm thay đổi màu sắc của nó. Ví dụ, tạp chất nitơ và boron có thể gây ra sự thay đổi màu sắc. Nitơ có thể tạo ra màu vàng đến xanh lục, trong khi boron có thể tạo ra màu xanh hoặc đen. Khiếm khuyết trong cấu trúc tinh thể, chẳng hạn như vị trí tuyển dụng hoặc nguyên tử xen kẽ, cũng có thể ảnh hưởng đến màu sắc bằng cách thay đổi khoảng cách vùng cấm hoặc tạo trạng thái năng lượng cục bộ trong khoảng cách vùng cấm, từ đó ảnh hưởng đến cách vật liệu hấp thụ và phát ra ánh sáng.
Hiệu ứng độ dày và chất nền
Các màng mỏng cacbua silic có thể thể hiện các màu sắc khác nhau tùy thuộc vào độ dày của chúng và chất nền mà chúng được trồng trên đó.. Điều này là do hiệu ứng nhiễu, trong đó ánh sáng phản xạ từ bề mặt trên của màng có thể cản trở ánh sáng phản xạ từ bề mặt dưới hoặc giao diện giữa SiC và chất nền. Điều này có thể làm cho các bước sóng ánh sáng nhất định được tăng cường hoặc triệt tiêu, dẫn đến sự xuất hiện của màu sắc khác nhau.
Quá trình oxy hóa
Khi cacbua silic tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ cao, một lớp oxit có thể hình thành trên bề mặt, cũng có thể hiển thị các màu khác nhau do hiệu ứng giao thoa màng mỏng.
Trong ứng dụng công nghiệp, màu sắc của hạt hoặc bột cacbua silic có thể thay đổi từ xanh sang đen, tùy thuộc vào độ tinh khiết và quy trình chính xác được sử dụng để sản xuất vật liệu. Ở dạng đá quý, chẳng hạn như moissanite (một dạng tổng hợp của SiC), vật liệu có thể gần như không màu hoặc có thể được tạo ra để có các màu khác nhau thông qua việc đưa vào các tạp chất khác nhau.
Màn hình đầy màu sắc, đặc biệt đáng chú ý trong 'cầu vồng’ carborundum, chủ yếu là do sự tương tác phức tạp của ánh sáng với các vi cấu trúc và tạp chất khác nhau trong tinh thể.
