Karborund, auch bekannt als Siliziumkarbid (SiC), kann aus mehreren Gründen eine Reihe von Farben anzeigen:
Variationen der Kristallstruktur
Siliziumkarbid ist eine Verbindung mit vielen verschiedenen Kristallformen, sogenannte Polytypen, die verschiedene Farben aufweisen können. Diese Polytypen weisen unterschiedliche Anordnungen der Silizium- und Kohlenstoffatome innerhalb des Kristallgitters auf, und diese Variationen können die Art und Weise beeinflussen, wie das Material mit Licht interagiert.
Verunreinigungen und Mängel
Das Vorhandensein von Verunreinigungen und Defekten im Siliziumkarbid kann seine Farbe verändern. Zum Beispiel, Stickstoff- und Borverunreinigungen können zu Farbabweichungen führen. Stickstoff kann eine gelbe bis grüne Farbe hervorrufen, während Bor zu blauen oder schwarzen Farben führen kann. Defekte in der Kristallstruktur, wie Leerstellen oder interstitielle Atome, kann die Farbe auch beeinflussen, indem es die Bandlücke verändert oder lokalisierte Energiezustände innerhalb der Bandlücke erzeugt, die wiederum die Art und Weise beeinflussen, wie das Material Licht absorbiert und emittiert.
Dicken- und Substrateffekte
Dünne Siliziumkarbidfilme können je nach Dicke und Substrat, auf dem sie wachsen, unterschiedliche Farben aufweisen. Dies ist auf Interferenzeffekte zurückzuführen, Dabei kann Licht, das von der oberen Oberfläche des Films reflektiert wird, mit Licht, das von der unteren Oberfläche oder der Grenzfläche zwischen dem SiC und dem Substrat reflektiert wird, interferieren. Dies kann dazu führen, dass bestimmte Wellenlängen des Lichts verstärkt oder ausgelöscht werden, was zum Auftreten unterschiedlicher Farben führt.
Oxidation
Wenn Siliziumkarbid bei hohen Temperaturen Luft ausgesetzt wird, Auf der Oberfläche kann sich eine Oxidschicht bilden, die aufgrund von Dünnschichtinterferenzeffekten auch unterschiedliche Farben anzeigen können.
In industriellen Anwendungen, Die Farbe von Siliziumkarbid-Körnern oder -Pulvern kann von grün bis schwarz variieren, abhängig von der Reinheit und dem genauen Verfahren zur Herstellung des Materials. In Edelsteinform, wie Moissanit (eine synthetische Form von SiC), Das Material kann nahezu farblos sein oder durch Zugabe verschiedener Verunreinigungen verschiedene Farben annehmen.
Das farbenfrohe Display, besonders bemerkenswert im „Regenbogen“.’ Karborund, ist vor allem auf die komplexe Wechselwirkung des Lichts mit den verschiedenen Mikrostrukturen und Verunreinigungen innerhalb der Kristalle zurückzuführen.
