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鑽石為什麼要導電

發布時間: 2025-01-08 02:04:07

⑴ 藍色天然鑽石含有什麼元素導電

藍色天然鑽石主要含有碳元素,其本身並不導電。然而,如果在特定條件下,如高溫高壓或摻雜其他元素,鑽石的導電性可能會發生變化。

首先,我們來了解一下鑽石的基本組成。鑽石是由純碳元素在極高的溫度和壓力下形成的晶體礦物。在自然界中,鑽石的顏色多種多樣,包括藍色、粉色、黃色等。這些顏色通常是由鑽石內部的微量雜質或晶格結構缺陷所導致的。藍色鑽石中的藍色調就是由其中的硼元素所引起的。

然而,盡管鑽石中含有這些雜質元素,它們並不足以使鑽石具有導電性。鑽石的碳原子之間通過共價鍵緊密連接,形成了非常穩定的晶格結構。這種結構使得電子在鑽石中很難自由移動,因此鑽石在常溫下是一種絕緣體,而不是導體。

但是,需要注意的是,在極端條件下,如高溫高壓環境或通過人為摻雜的方式引入其他元素,鑽石的導電性可能會發生變化。例如,在實驗室中,科學家們可以通過摻雜硼元素來製造出一種名為“硼摻雜金剛石”的材料,這種材料在一定條件下可以表現出導電性。

總的來說,雖然藍色天然鑽石中含有碳和微量的硼等元素,但其在常溫常壓下的導電性非常弱,幾乎可以視為絕緣體。只有在特定條件下,鑽石的導電性才可能發生變化。

⑵ 藍色鑽石

天然藍色鑽石十分罕見,屬於 Ⅱb型。天然藍色鑽石不含氮元素,但含極少量的硼元素。硼原子在鑽石的晶體中產生一個受子能帶。受子能帶能夠吸收近紅外輻射和長波的可見光,因而使鑽石呈現藍色。受子能帶與價帶之間的能差很小,價帶電子在熱的作用下即可躍遷到受子能帶,使鑽石導電,所以藍色鑽石是半導體。

輻射所產生的GR1色心也會使不含氮的無色Ⅱa型鑽石產生飽和度較低的藍色。這種GR1致色的藍色鑽石不含硼,它的紅外吸收光譜不具典型的藍色鑽石的吸收峰。

圖3-6 北極光彩色鑽石珍藏中的一顆艷藍色鑽石(Tino Hammid/Courtesy of Aurora Gem Collection)

圖3-6為北極光彩色鑽石珍藏的一顆1.19ct的艷藍色鑽石。藍色鑽石稀有,高飽和度的藍色鑽石更少,飽和度能達到如此之高的藍色鑽石可謂瑰寶。北極光彩色鑽石珍藏中有好幾顆藍色鑽石的飽和度都很高,達到艷的級別。

合成鑽石時加入適量的硼元素即可產生藍色。在合成鑽石過程中,主要是在裝填原料時空氣中的氮分子會殘留其中,所以合成藍色鑽石往往帶有綠色。合成藍色鑽石所呈現的偏綠色調是由離散氮元素對短波可見光吸收所造成的。

在所有鑽石中最具有傳奇和悲劇色彩的是藍色「霍普」(Hope)鑽石(圖3—7)。「霍普」鑽石的原石產自印度,由法國的旅行探險家塔維涅於 1668年帶回法國獻給了路易十四世。原重110.5ct呈不規則形狀的「塔維涅」藍鑽被法國皇家鑽匠重新切割成76.13ct的心形。此後不久法國皇家就不幸連連。在法國大革命期間,這顆藍色鑽石在皇宮被盜,送到英國被切割成現在的45.52ct古典墊型。於1830年,該藍色鑽石被銀行家霍普以約18000英鎊購得,從此被冠以「霍普」之名。後霍普因賭博導致破產,「霍普」鑽石也在1901年被迫出售。後來經珠寶商卡帝亞,「霍普」鑽石轉手到美國報業大亨麥克林。麥克林得到這顆「霍普」鑽石後不幸接連而至,麥克林太太去世後兩年,在1949年「霍普」鑽石由溫斯頓以176920美元購得。1958年,溫斯頓用普通郵件將「霍普」鑽石寄到史密森尼博物院。這顆有過「魔咒」的「霍普」藍色鑽石從此便靜靜地陳列在史密森尼博物院的溫斯頓展廳,供人觀賞。盡管有人把1958年以後美國所有的天災人禍都歸咎於這顆藍色的「霍普」鑽石,且更多的人視它為自然的傑作,欣賞它無與倫比的顏色與魅力。

2007年10月8日一顆6.04ct的藍色鑽石在蘇世比的香港拍賣會上以798萬美元的價格被英國倫敦穆塞耶夫珠寶公司(Moussaieff Jewellers)購得,創造了鑽石的132萬美元/克拉的新記錄。這顆6.04ct藍色鑽石的顏色為彩艷藍色(Fancy Vivid Blue),凈度為內部無瑕(Inter nal Flaw less)。據報道,這顆藍色鑽石可能來自南非的第一礦(Prem ier M ine)。

圖3-7 霍普鑽石

(劉嚴攝影/藏收於史密森尼博物院)

艷藍色,重45.52ct,是世界上最著名的藍色鑽石,也是最具有悲劇傳奇的鑽石

圖3-8 著者收藏的一顆藍色合成鑽石

(劉嚴攝影/劉嚴收藏)

其顏色是由攙雜的硼元素造成的

圖3-9 藍色鑽石及其原石(Robert Weldon/Courtesy of Aurora Gem Collection)