Карборунд, також відомий як карбід кремнію (SIC), може відображати діапазон кольорів з кількох причин:
Варіації кристалічної структури
Карбід кремнію є сполукою з багатьма різними кристалічними формами, називають політипами, які можуть демонструвати різні кольори. Ці політипи мають різне розташування атомів кремнію та вуглецю в кристалічній решітці, і ці варіації можуть вплинути на те, як матеріал взаємодіє зі світлом.
Домішки та дефекти
Наявність домішок і дефектів у карбіді кремнію може змінити його колір. Наприклад, домішки азоту та бору можуть викликати зміни кольору. Азот може індукувати колір від жовтого до зеленого, в той час як бор може викликати синій або чорний колір. Дефекти кристалічної структури, такі як вакансії або міжвузлові атоми, також може впливати на колір, змінюючи заборонену зону або створюючи локалізовані енергетичні стани в межах забороненої зони, які, у свою чергу, впливають на те, як матеріал поглинає та випромінює світло.
Товщина та вплив основи
Тонкі плівки карбіду кремнію можуть мати різні кольори залежно від їх товщини та підкладки, на якій вони вирощені.. Це пов'язано з впливом перешкод, де світло, що відбивається від верхньої поверхні плівки, може перешкоджати світлу, що відбивається від нижньої поверхні або межі розділу між SiC і підкладкою. Це може призвести до посилення або придушення певних довжин хвиль світла, що призводить до появи різних кольорів.
Окислення
Коли карбід кремнію піддається впливу повітря при високих температурах, на поверхні може утворюватися оксидний шар, які також можуть відображати різні кольори через ефект інтерференції тонкої плівки.
У промисловому застосуванні, колір зерна або порошку карбіду кремнію може варіюватися від зеленого до чорного, залежно від чистоти та точного процесу виробництва матеріалу. У вигляді дорогоцінних каменів, такі як муасаніт (синтетична форма SiC), матеріал може бути майже безбарвним або може набувати різних кольорів шляхом введення різних домішок.
Барвистий дисплей, особливо помітний у «веселці».’ карборунд, в основному через складну взаємодію світла з різними мікроструктурами та домішками всередині кристалів.
