Ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα του διαμαντιού

Υπάρχουν δύο τύποι αγωγιμότητας. Η θερμική αγωγιμότητα είναι ένα μέτρο του πόσο καλά ένα υλικό μεταφέρει θερμότητα. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα εκφράζει πόσο καλά μια ουσία αποδίδει ηλεκτρική ενέργεια. Ένα διαμάντι έχει χαρακτηριστική θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διάκρισή του από άλλα υλικά και τον εντοπισμό ακαθαρσιών στο α γνήσιο διαμάντι.

Τα περισσότερα διαμάντια είναι εξαιρετικά αποδοτικοί θερμικοί αγωγοί, αλλά ηλεκτρικοί μονωτές. Διαμάντι διεξάγει θερμότητα ως αποτέλεσμα των ισχυρών ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα σε έναν διαμάντι κρύσταλλο. Η θερμική αγωγιμότητα του φυσικού διαμαντιού είναι περίπου 22 W / (cm · K), γεγονός που καθιστά το διαμάντι πέντε φορές καλύτερο στη διεξαγωγή θερμότητας από το χαλκό. Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διακρίνει το διαμάντι από κυβικά ζιρκόνια και γυαλί. Ο Moissanite, μια κρυσταλλική μορφή καρβιδίου του πυριτίου που μοιάζει με διαμάντι, έχει συγκρίσιμη θερμική αγωγιμότητα. Οι σύγχρονοι θερμικοί ανιχνευτές μπορούν να κάνουν διάκριση μεταξύ διαμαντιών και μοισανίτη, καθώς ο μοισανίτης έχει αποκτήσει δημοτικότητα.

instagram viewer

Η ηλεκτρική αντίσταση των περισσότερων διαμαντιών είναι της τάξης των 1011 έως 1018 Ω · μ. Η εξαίρεση είναι το φυσικό μπλε διαμάντι, το οποίο παίρνει το χρώμα του από ακαθαρσίες βορίου που το καθιστούν επίσης ημιαγωγό. Τα συνθετικά διαμάντια με εμβόλιο είναι επίσης ημιαγωγοί τύπου p. Το διαμάντι με βόριο μπορεί να γίνει υπεραγωγός όταν ψύχεται κάτω από 4 K. Ωστόσο, ορισμένα φυσικά μπλε-γκρι διαμάντια που περιέχουν υδρογόνο είναι δεν ημιαγωγοί.

Οι μεμβράνες με διαμάντια με φωσφόρο, που παράγονται από εναπόθεση χημικών ατμών, είναι ημιαγωγοί τύπου n. Εναλλακτικά στρώματα με προσθήκη βορίου και φωσφόρου παράγουν συνδέσμους p-n και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή διόδων εκπομπής φωτός υπεριώδους (LED).