色心的形成及分类：空穴陷阱中的电子跃迁引发晶体缺陷

2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：“空穴陷阱”也是由不同能量的能级组成的。这些被俘获在“空穴陷阱”中的电子吸收可见光中某一波长的能量后，仍可从基态能级向上跃迁。指晶体正常晶格位置上的离子被打掉后形成的色心。又分正离子空位、负离子空位、空位聚集和填隙离子等缺陷形成的色心。

1.形成颜色的条件

原子核外层电子的运动有一定的轨道，每个轨道上运动的电子都具有一定的能级，不同能级上的电子如果吸收了一定的能量，就可以跃迁到较高能级的轨道上去，此时称该电子处于激发态。如果电子吸收的能量恰好是可见光范围中某一波长的能量，我们就能见到颜色。创造这样的条件是优化处理使珠宝玉石颜色变得更漂亮的关键。

2.辐照处理中形成颜色的条件

射线与珠宝玉石相互作用的结果是使珠宝玉石产生缺陷，打掉的电子位置出现一个能级的“空穴陷阱”（即色心），它能俘获电子。“空穴陷阱”也是由不同能量的能级组成的。这些被俘获在“空穴陷阱”中的电子吸收可见光中某一波长的能量后，仍可从基态能级向上跃迁。如果“陷阱”能很低，则电子可跳出“陷阱”，则颜色消除；如果跳不出“陷阱”，这个电子又会跳回“陷阱”的基态能级，然后再吸收可见光中的能量跃迁到较高能级后又跳回来，如此往返不断，我们就能看到珠宝玉石呈某种颜色。

3.色心又可分为电荷缺陷色心和离子缺陷色心

（1）电荷缺陷色心。指晶体结构中的离子外层电子被打掉后形成的色心。因为晶体绝大多数是由阳离子和阴离子组成的，如果是阴离子的外层电子被打掉，形成的色心称“电子色心”，也叫“F”心。如果是阳离子的外层电子被打掉，形成的色心称“空穴色心”，也叫“V”心（图3-28、图3-29）。

（2）离子缺陷色心。指晶体正常晶格位置上的离子被打掉后形成的色心。又分正离子空位、负离子空位、空位聚集和填隙离子等缺陷形成的色心。

色心的形成及分类：空穴陷阱中的电子跃迁引发晶体缺陷

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