அலங்காரப் படலத்தின் நிறம்

அந்தப் படலமே படுகின்ற ஒளியைத் தேர்ந்தெடுத்துப் பிரதிபலிக்கிறது அல்லது உறிஞ்சுகிறது, மேலும் அதன் நிறம் அந்தப் படலத்தின் ஒளியியல் பண்புகளின் விளைவாகும். மென்படலங்களின் நிறம் பிரதிபலித்த ஒளியால் உருவாக்கப்படுவதால், இரண்டு அம்சங்களைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்: ஒன்று, கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளி நிறமாலைக்கு, ஒளிபுகா மென்படலப் பொருட்களின் உறிஞ்சும் பண்புகளால் உருவாக்கப்படும் உள்ளார்ந்த நிறம்; மற்றொன்று, ஒளிபுகும் அல்லது சிறிதளவு ஒளியை உறிஞ்சும் மென்படலப் பொருட்களின் பலமுறை பிரதிபலிப்புகளால் உருவாக்கப்படும் குறுக்கீட்டு நிறம்.

1. உள்ளார்ந்த நிறம்

ஒளிபுகா மெல்லிய படலப் பொருட்களின் கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளி நிறமாலையை உறிஞ்சும் பண்புகள், உள்ளார்ந்த நிறங்கள் தோன்றுவதற்கு வழிவகுக்கின்றன. மேலும், எலக்ட்ரான்களால் உறிஞ்சப்படும் ஃபோட்டான் ஆற்றலின் நிலைமாற்றமே இதில் மிக முக்கியமான செயல்முறையாகும். கடத்தும் பொருட்களில், பகுதியளவு நிரப்பப்பட்ட இணைதிறன் பட்டையில் உள்ள ஃபோட்டான் ஆற்றலை எலக்ட்ரான்கள் உறிஞ்சி, ஃபெர்மி நிலைக்கு மேலே உள்ள நிரப்பப்படாத உயர் ஆற்றல் நிலைக்கு நிலைமாற்றம் அடைகின்றன. இது பட்டைக்குள்ளான நிலைமாற்றம் (in band transition) என்று அழைக்கப்படுகிறது. குறைக்கடத்திகள் அல்லது மின்காப்புப் பொருட்களில், இணைதிறன் பட்டைக்கும் கடத்தும் பட்டைக்கும் இடையில் ஒரு ஆற்றல் இடைவெளி உள்ளது. ஆற்றல் இடைவெளியின் அகலத்தை விட அதிக உறிஞ்சப்பட்ட ஆற்றலைக் கொண்ட எலக்ட்ரான்கள் மட்டுமே அந்த இடைவெளியைக் கடந்து, இணைதிறன் பட்டையிலிருந்து கடத்தும் பட்டைக்கு நிலைமாற்றம் அடைய முடியும். இது பட்டையிடை நிலைமாற்றம் (interband transition) என்று அழைக்கப்படுகிறது. எந்த வகையான நிலைமாற்றமாக இருந்தாலும், அது பிரதிபலித்த ஒளிக்கும் உறிஞ்சப்பட்ட ஒளிக்கும் இடையில் ஒரு முரண்பாட்டை ஏற்படுத்தும். இதுவே அந்தப் பொருள் அதன் உள்ளார்ந்த நிறத்தை வெளிப்படுத்தக் காரணமாகிறது. கண்ணுக்குப் புலப்படும் புற ஊதா வரம்பை விட அதிகமான பட்டை இடைவெளி அகலங்களைக் கொண்ட பொருட்கள், அதாவது 3.5eV-க்கு அதிகமானவை, மனிதக் கண்ணுக்கு ஒளிபுகும் தன்மையுடையவை. குறுகிய பட்டை இடைவெளி கொண்ட பொருட்களின் பட்டை இடைவெளி அகலம், கண்ணுக்குப் புலப்படும் நிறமாலையின் அகச்சிவப்பு வரம்பை விடக் குறைவாக இருக்கும். அது 1.7eV-க்கும் குறைவாக இருந்தால், அவை கருப்பு நிறத்தில் தோன்றும். நடுப்பகுதியில் பட்டை அகலங்களைக் கொண்ட பொருட்கள் தனித்துவமான நிறங்களைக் காட்டக்கூடும். அகன்ற ஆற்றல் இடைவெளிகளைக் கொண்ட பொருட்களில், கலப்புச் சேர்ப்பு பட்டைகளுக்கு இடையேயான நிலைமாற்றங்களை ஏற்படுத்தக்கூடும். கலப்புத் தனிமங்கள் ஆற்றல் இடைவெளிகளுக்கு இடையில் ஒரு ஆற்றல் மட்டத்தை உருவாக்கி, அவற்றை இரண்டு சிறிய ஆற்றல் இடைவெளிகளாகப் பிரிக்கின்றன. குறைந்த ஆற்றலை உறிஞ்சும் எலக்ட்ரான்களும் நிலைமாற்றங்களுக்கு உள்ளாகலாம், இதன் விளைவாக அசல் ஒளிபுகும் பொருள் நிறத்தைக் காட்டத் தொடங்குகிறது.

1. குறுக்கீட்டு நிறம்

ஒளிபுகும் அல்லது சிறிதளவு ஒளியை உறிஞ்சும் மெல்லிய படலப் பொருட்கள், ஒளியை பலமுறை பிரதிபலிப்பதால் குறுக்கீட்டு நிறங்களை வெளிப்படுத்துகின்றன. குறுக்கீடு என்பது அலைகள் ஒன்றுடன் ஒன்று மேற்பொருந்தும்போது ஏற்படும் வீச்சு மாற்றமாகும். நிஜ வாழ்க்கையில், ஒரு நீர் குட்டையின் மேற்பரப்பில் எண்ணெய் படலம் இருந்தால், அந்த எண்ணெய் படலம் வானவில் போன்ற நிறத்தை வெளிப்படுத்துவதைக் காணலாம்; இது ஒரு பொதுவான படலக் குறுக்கீட்டால் உருவாகும் நிறமாகும். ஒரு உலோகத் தளத்தின் மீது ஒளிபுகும் ஆக்சைடு படலத்தின் மெல்லிய அடுக்கைப் படிய வைப்பதன் மூலம், குறுக்கீட்டின் வழியாக பல புதுமையான நிறங்களைப் பெற முடியும். வளிமண்டலத்திலிருந்து ஒரு ஒற்றை அலைநீள ஒளி, ஒளிபுகும் படலத்தின் மேற்பரப்பில் படும்போது, ​​அதன் ஒரு பகுதி மெல்லிய படலத்தின் மேற்பரப்பில் பிரதிபலித்து நேரடியாக வளிமண்டலத்திற்குத் திரும்புகிறது; மற்றொரு பகுதி ஒளிபுகும் படலத்தின் வழியே ஒளிவிலகல் அடைந்து, படலம் மற்றும் தளம் இடையேயான இடைமுகத்தில் பிரதிபலிக்கிறது. பின்னர் அது தொடர்ந்து ஒளிபுகும் படலத்தின் வழியே ஊடுருவி, படலத்திற்கும் வளிமண்டலத்திற்கும் இடையேயான இடைமுகத்தில் ஒளிவிலகல் அடைந்து வளிமண்டலத்திற்குத் திரும்புகிறது. இந்த இரண்டும் சேர்ந்து ஒளியியல் பாதை வேறுபாடு மற்றும் மேற்பொருந்திய குறுக்கீட்டை ஏற்படுத்தும்.