Material properties of diamond
हीरा कार्बन का वह अलॉट्रोप है जिसमें कार्बन परमाणुओं को विशिष्ट प्रकार के घन जाली में व्यवस्थित किया जाता है जिसे हीरा घन कहा जाता है। यह एक क्रिस्टल है जो अपारदर्शी से पारदर्शी है और जो आम तौर पर समस्थानिक (नहीं या बहुत कमजोर द्विभाजक) है। हीरा प्राकृतिक रूप से पाई जाने वाली सबसे कठिन सामग्री है। फिर भी, महत्वपूर्ण संरचनात्मक भंगुरता के कारण, थोक हीरे की कठोरता केवल उचित से अच्छी है। थोक हीरे की सटीक तन्यता शक्ति बहुत कम ज्ञात है; हालाँकि, संपीड़ित करने की शक्ति देखी गई है, और यह सूक्ष्म/नैनोमीटर आकार के तारों या सुइयों (~ व्यास में, माइक्रोमीटर लंबा) के रूप में उतनी ही अधिक हो सकती है, जिसके अनुरूप अधिकतम तन्यता लोचदार तनाव 9 प्रतिशत से अधिक है। हीरे की कटाई के दौरान हीरे की कठोरता की अनिसोट्रोपी पर सावधानीपूर्वक विचार किया जाता है। हीरे में एक उच्च अपवर्तक सूचकांक (2.417) और मध्यम फैलाव (0.044) गुण होते हैं जो कटे हुए हीरे को उनकी चमक देते हैं। वैज्ञानिक मौजूद क्रिस्टलोग्राफिक दोषों की प्रकृति के अनुसार हीरे को चार मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत करते हैं। हीरे की क्रिस्टल संरचना में कार्बन परमाणुओं की जगह लेने वाली अशुद्धियों का पता लगाना, और कुछ मामलों में संरचनात्मक दोष, हीरे में देखे जाने वाले रंगों की विस्तृत श्रृंखला के लिए जिम्मेदार हैं। अधिकांश हीरे विद्युत अवाहक और अत्यंत कुशल तापीय चालक होते हैं। कई अन्य खनिजों के विपरीत, हीरे के क्रिस्टल (3.52) के विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण में हीरे से हीरे में थोड़ा अंतर है। कठोरता और क्रिस्टल संरचना प्राचीन यूनानियों को (, 'उचित, अपरिवर्तनीय, अटूट') के रूप में जाना जाता है और कभी-कभी इसे अटल कहा जाता है, हीरा सबसे कठिन प्राकृतिक रूप से पाई जाने वाली सामग्री है, और खनिज कठोरता के मोह पैमाने पर 10 की परिभाषा के रूप में कार्य करता है। हीरा अपनी क्रिस्टल संरचना के कारण बेहद मजबूत है, जिसे हीरे के घन के रूप में जाना जाता है, जिसमें प्रत्येक कार्बन परमाणु के चार पड़ोसी सहसंयोजक रूप से बंधे होते हैं। थोक घन बोरान नाइट्राइड (सी-बी. एन.) हीरे जितना ही कठोर होता है। हीरा कुछ सामग्रियों के साथ प्रतिक्रिया करता है, जैसे कि स्टील, और सी-बीएन ऐसी सामग्री को काटने या कम करने पर कम पहनता है। (इसकी जिंकब्लेंड संरचना हीरे की घन संरचना की तरह है, लेकिन वैकल्पिक प्रकार के परमाणुओं के साथ।) वर्तमान में एक काल्पनिक सामग्री, बीटा कार्बन नाइट्राइड (β-), भी एक रूप में उतनी ही कठोर या कठोर हो सकती है। यह दिखाया गया है कि नैनोमीटर अनाज के आकार वाले कुछ हीरे के समुच्चय पारंपरिक बड़े हीरे के क्रिस्टल की तुलना में कठिन और कठोर होते हैं, इस प्रकार वे अपघर्षक सामग्री के रूप में बेहतर प्रदर्शन करते हैं। हीरे के परीक्षण के लिए उन नई अति-कठोर सामग्रियों के उपयोग के कारण, अधिक सटीक मूल्य अब हीरे की कठोरता के लिए जाने जाते हैं। एक शुद्ध (यानी, प्रकार IIa) हीरे की [111] क्रिस्टलोग्राफिक दिशा (जो कि एक घन का सबसे लंबा विकर्ण है) के लंबवत सतह का कठोरता मूल्य एक नैनोडायमंड टिप के साथ खरोंचने पर होता है, जबकि नैनोडायमंड नमूने का स्वयं एक मूल्य होता है जब एक अन्य नैनोडायमंड टिप के साथ परीक्षण किया जाता है। क्योंकि परीक्षण केवल परीक्षण किए जा रहे नमूने की तुलना में कठिन सामग्री से बने सिरे के साथ ठीक से काम करता है, नैनोडायमंड के लिए वास्तविक मूल्य संभवतः उससे कुछ कम है। हीरे की सटीक तन्यता ताकत अज्ञात है, हालांकि ताकत देखी गई है, और सैद्धांतिक रूप से यह नमूना मात्रा/आकार, हीरे की जाली की पूर्णता और इसके अभिविन्यास के आधार पर उतना ही अधिक हो सकता हैः तन्यता ताकत [100] क्रिस्टल दिशा (घन चेहरे के लिए सामान्य) के लिए सबसे अधिक है, [110] के लिए छोटी और [111] अक्ष (सबसे लंबे घन विकर्ण के साथ) के लिए सबसे छोटी है। हीरे में किसी भी सामग्री की सबसे छोटी संपीड़न क्षमता भी होती है। घन हीरे में एक पूर्ण और आसान ऑक्टाहेड्रल दरार होती है, जिसका अर्थ है कि उनके पास केवल चार तल होते हैं-ऑक्टाहेड्रॉन के चेहरों के बाद कमजोर दिशाएँ जहां कम बंधन होते हैं-जिसके साथ हीरा आसानी से एक चिकनी सतह छोड़ने के लिए कुंद प्रभाव पर विभाजित हो सकता है। इसी तरह, हीरे की कठोरता स्पष्ट रूप से दिशात्मक हैः घन चेहरे पर विकर्ण सबसे कठिन दिशा है, जो सबसे नरम दिशा से 100 गुना कठिन है, जो कि डोडेकाहेड्रल तल है। ऑक्टाहेड्रल तल दो चरम सीमाओं के बीच मध्यवर्ती है। हीरे को काटने की प्रक्रिया इस दिशात्मक कठोरता पर बहुत अधिक निर्भर करती है, क्योंकि इसके बिना हीरे को बनाना लगभग असंभव होगा। दरार भी एक सहायक भूमिका निभाता है, विशेष रूप से बड़े पत्थरों में जहां कटर त्रुटिपूर्ण सामग्री को हटाना चाहता है या खुरदरे के एक ही टुकड़े से एक से अधिक पत्थर का उत्पादन करना चाहता है (जैसे। कलिनन डायमंड)। हीरे घन क्रिस्टल प्रणाली (अंतरिक्ष समूह एफ. डी. एम.) में क्रिस्टलीकृत होते हैं और इसमें चतुष्कोणीय, सहसंयोजक बंधन वाले कार्बन परमाणु होते हैं। षट्कोणीय समरूपता के साथ लॉन्सडेलाइट नामक एक दूसरा रूप भी पाया गया है, लेकिन यह बेहद दुर्लभ है और केवल उल्कापिंडों या प्रयोगशाला संश्लेषण में बनता है। प्रत्येक परमाणु का स्थानीय वातावरण दोनों संरचनाओं में समान है। सैद्धांतिक विचारों से, लोन्सडेलाइट के हीरे की तुलना में कठिन होने की उम्मीद है, लेकिन उपलब्ध पत्थरों का आकार और गुणवत्ता इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए अपर्याप्त है। क्रिस्टल आदत के संदर्भ में, हीरे अक्सर एक त्रिकोणीय रूपरेखा के साथ यूहेड्रल (अच्छी तरह से गठित) या गोल ऑक्टाहेड्रा और जुड़वां, चपटे ऑक्टाहेड्रा के रूप में पाए जाते हैं। अन्य रूपों में डोडेकाहेड्रा और (शायद ही कभी) क्यूब्स शामिल हैं। इस बात के प्रमाण हैं कि नाइट्रोजन अशुद्धियाँ अच्छी तरह से आकार वाले यूहेड्रल क्रिस्टल के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। पाए गए सबसे बड़े हीरे, जैसे कि कलिनन हीरा, आकारहीन थे। ये हीरे शुद्ध हैं (अर्थात। प्रकार II) और इसलिए इसमें नाइट्रोजन बहुत कम होता है। हीरे के ऑक्टाहेड्रॉन के चेहरे अपनी कठोरता के कारण अत्यधिक चमकदार होते हैं; त्रिकोणीय आकार के विकास दोष (ट्रिगन) या नक़्क़ाशी वाले गड्ढे अक्सर चेहरे पर मौजूद होते हैं। हीरे का फ्रैक्चर अनियमित होता है। हीरे जो ऑक्टाहेड्रल चेहरों पर कई चरणों के बनने के कारण लगभग गोल होते हैं, आमतौर पर मसूड़ों जैसी त्वचा (एनवाईएफ) में लेपित होते हैं। सीढ़ीदार चेहरे, विकास दोष और एनवाईएफ का संयोजन एक "पपड़ीदार" या नालीदार उपस्थिति पैदा करता है। कई हीरे इतने विकृत होते हैं कि कुछ ही क्रिस्टल चेहरे दिखाई देते हैं। ब्राजील और कांगो लोकतांत्रिक गणराज्य में पाए जाने वाले कुछ हीरे पॉलीक्रिस्टलाइन होते हैं और अपारदर्शी, गहरे रंग के, गोलाकार, छोटे क्रिस्टल के रेडियल द्रव्यमान के रूप में पाए जाते हैं; इन्हें बाला के रूप में जाना जाता है और उद्योग के लिए महत्वपूर्ण हैं क्योंकि उनमें एकल-क्रिस्टल हीरे के दरार विमानों की कमी होती है। कार्बोनेडो एक समान अपारदर्शी माइक्रोक्रिस्टलाइन रूप है जो आकारहीन द्रव्यमान में होता है। बल्लास हीरे की तरह, कार्बोनाडो में दरार विमानों का अभाव है और इसका विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण 2.9 से 3.5 तक व्यापक रूप से भिन्न होता है। ब्राजील, वेनेजुएला और गुयाना में पाए जाने वाले बोर्ट हीरे औद्योगिक श्रेणी के हीरे के सबसे आम प्रकार हैं। वे पॉलीक्रिस्टलाइन भी होते हैं और अक्सर खराब रूप से क्रिस्टलीकृत होते हैं; वे पारभासी होते हैं और आसानी से टूट जाते हैं। हाइड्रोफोबिया और लिपोफिलिया बड़ी कठोरता और मजबूत आणविक बंधन के कारण, एक कटे हुए हीरे के पहलू और पहलू के किनारे सबसे चपटे और तेज दिखाई देते हैं। प्राकृतिक हीरे की सतह की पूर्णता का एक जिज्ञासु दुष्प्रभाव हाइड्रोफोबिया है जो लिपोफिलिया के साथ संयुक्त है। पूर्व गुण का अर्थ है कि हीरे पर रखी गई पानी की एक बूंद एक सुसंगत बूंद बनाती है, जबकि अधिकांश अन्य खनिजों में पानी सतह को ढकने के लिए फैल जाता है। इसके अतिरिक्त, हीरा असामान्य रूप से लिपोफिलिक होता है, जिसका अर्थ है कि तेल और तेल आसानी से इकट्ठा हो जाते हैं और हीरे की सतह पर फैल जाते हैं, जबकि अन्य खनिजों में तेल सुसंगत बूंदें बनाता है। इस गुण का उपयोग ग्रीस पेंसिल के उपयोग में किया जाता है, जो एक संदिग्ध हीरे की सतह पर ग्रीस की एक रेखा लगाती है। हीरे की सतहें हाइड्रोफोबिक होती हैं जब सतह कार्बन परमाणु हाइड्रोजन परमाणु के साथ समाप्त होते हैं और हाइड्रोफिलिक जब सतह परमाणु ऑक्सीजन परमाणु या हाइड्रॉक्सिल रेडिकल के साथ समाप्त होते हैं। उपयुक्त गैस युक्त गैसों या प्लाज्मा के साथ उपचार, या उससे अधिक तापमान पर, सतह के गुण को पूरी तरह से बदल सकता है। प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले हीरे की सतह ऑक्सीजन के आधे से भी कम मोनोलेयर कवरेज के साथ होती है, संतुलन हाइड्रोजन होता है और व्यवहार मध्यम रूप से हाइड्रोफोबिक होता है। यह तथाकथित "ग्रीस-बेल्ट" का उपयोग करके खदान में अन्य खनिजों से अलग करने की अनुमति देता है। कठोरता कठोरता के विपरीत, जो केवल खरोंच के प्रतिरोध को दर्शाती है, हीरे की कठोरता या दृढ़ता केवल अच्छे के लिए उचित है। कठोरता गिरने या प्रभावों से टूटने का विरोध करने की क्षमता से संबंधित है। हीरे के सही और आसान दरार के कारण, यह टूटने के लिए असुरक्षित है। यदि एक साधारण हथौड़े से मारा जाए तो हीरा टूट जाएगा। प्राकृतिक हीरे की कठोरता को मापा गया है, जो एक्वामेरीन (नीले रंग के) जैसे अन्य रत्नों की तुलना में अच्छा है, लेकिन अधिकांश इंजीनियरिंग सामग्री की तुलना में खराब है। किसी भी सामग्री के साथ, हीरे की मैक्रोस्कोपिक ज्यामिति टूटने के प्रतिरोध में योगदान देती है। हीरे में एक दरार तल होता है और इसलिए कुछ अभिविन्यासों में दूसरों की तुलना में अधिक नाजुक होता है। हीरा काटने वाले इस विशेषता का उपयोग कुछ पत्थरों को फाड़ने से पहले करते हैं। बल्लास और कार्बोनेडो हीरे असाधारण हैं, क्योंकि वे पॉलीक्रिस्टलाइन हैं और इसलिए एकल-क्रिस्टल हीरे की तुलना में बहुत कठिन हैं; उनका उपयोग गहरे-ड्रिलिंग बिट्स और अन्य मांग वाले औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। हीरे के विशेष रूप टूटने की संभावना अधिक होती है और इस प्रकार प्रतिष्ठित बीमा कंपनियों द्वारा इसका बीमा नहीं किया जा सकता है। रत्नों के शानदार कट को विशेष रूप से टूटने या टूटने की संभावना को कम करने के लिए बनाया गया है। ठोस विदेशी क्रिस्टल आमतौर पर हीरे में मौजूद होते हैं। वे ज्यादातर खनिज हैं, जैसे कि ओलिवाइन, गार्नेट, रूबी और कई अन्य। ये और अन्य समावेशन, जैसे कि आंतरिक फ्रैक्चर या "पंख", हीरे की संरचनात्मक अखंडता से समझौता कर सकते हैं। कटे हुए हीरे जिन्हें फ्रैक्चर या गुहाओं के कांच भरने के माध्यम से उनकी स्पष्टता में सुधार करने के लिए बढ़ाया गया है, विशेष रूप से नाजुक हैं, क्योंकि कांच अल्ट्रासोनिक सफाई या जौहरी की मशाल की कठोरता के लिए खड़ा नहीं होगा। यदि अनुचित तरीके से उपचार किया जाए तो फ्रैक्चर से भरे हीरे टूट सकते हैं। दबाव प्रतिरोध उच्च दबाव वातावरण बनाने के लिए तथाकथित हीरे के गुब्बारे प्रयोगों में उपयोग किया जाता है, हीरे 600 गीगापास्कल (6 मिलियन वायुमंडल) से अधिक कुचलने वाले दबाव का सामना करते हैं। ऑप्टिकल गुण रंग और इसके कारण हीरे विभिन्न रंगों में पाए जाते हैंः काला, भूरा, पीला, भूरा, सफेद, नीला, नारंगी, बैंगनी से गुलाबी और लाल। रंगीन हीरे में क्रिस्टलोग्राफिक दोष होते हैं, जिनमें संस्थागत अशुद्धियाँ और संरचनात्मक दोष शामिल हैं, जो रंग का कारण बनते हैं। सैद्धांतिक रूप से, शुद्ध हीरे पारदर्शी और रंगहीन होंगे। मौजूद दोषों की प्रकृति और वे प्रकाश अवशोषण को कैसे प्रभावित करते हैं, इसके अनुसार हीरे को वैज्ञानिक रूप से दो मुख्य प्रकारों और कई उपप्रकारों में वर्गीकृत किया जाता हैः प्रकार I हीरे में नाइट्रोजन (एन) परमाणु मुख्य अशुद्धता के रूप में होते हैं, जिनकी सांद्रता 1 प्रतिशत तक होती है। यदि एन परमाणु जोड़े या बड़े समुच्चय में हैं, तो वे हीरे के रंग को प्रभावित नहीं करते हैं; ये प्रकार आइए हैं। लगभग 98 प्रतिशत रत्न हीरे प्रकार आई. ए. हैंः ये हीरे केप श्रृंखला से संबंधित हैं, जिनका नाम हीरे से समृद्ध क्षेत्र के नाम पर रखा गया है जिसे पहले दक्षिण अफ्रीका में केप प्रांत के रूप में जाना जाता था, जिनके भंडार बड़े पैमाने पर प्रकार आई. ए. हैं। यदि नाइट्रोजन परमाणुओं को अलग-अलग स्थानों (युग्मित या समूहीकृत नहीं) में पूरे क्रिस्टल में फैलाया जाता है, तो वे पत्थर को एक तीव्र पीला या कभी-कभी भूरा रंग (प्रकार IB) देते हैं; दुर्लभ कैनरी हीरे इस प्रकार के होते हैं, जो केवल ज्ञात प्राकृतिक हीरे के ~0.1% का प्रतिनिधित्व करते हैं। नाइट्रोजन युक्त सिंथेटिक हीरा आमतौर पर आई. बी. प्रकार का होता है। प्रकार आई. ए. और आई. बी. हीरे विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के अवरक्त और पराबैंगनी दोनों क्षेत्रों में अवशोषित होते हैं। उनमें एक विशिष्ट प्रतिदीप्ति और दृश्य अवशोषण वर्णक्रम भी होता है। टाइप II हीरे में नाइट्रोजन अशुद्धियाँ बहुत कम होती हैं। क्रिस्टल विकास के दौरान प्लास्टिक विरूपण के माध्यम से उत्पन्न संरचनात्मक विसंगतियों के कारण शुद्ध (प्रकार IIa) हीरा गुलाबी, लाल या भूरे रंग का हो सकता है; ये हीरे दुर्लभ हैं (रत्न हीरे का 1.8%), लेकिन ऑस्ट्रेलियाई हीरे का एक बड़ा प्रतिशत बनाते हैं। प्रकार IIb हीरे, जो रत्न हीरे के ~0.1% के लिए जिम्मेदार हैं, आमतौर पर क्रिस्टल मैट्रिक्स के भीतर बिखरे हुए बोरॉन परमाणुओं के कारण एक स्टील नीले या भूरे रंग के होते हैं। ये हीरे अन्य हीरे के प्रकारों के विपरीत अर्धचालक भी हैं (विद्युत गुण देखें)। ऑस्ट्रेलिया की आर्गाइल खदान से आने वाले अधिकांश नीले-भूरे हीरे आई. आई. बी. प्रकार के नहीं हैं, बल्कि आई. ए. प्रकार के हैं। उन हीरे में दोष और अशुद्धियों (विशेष रूप से हाइड्रोजन और नाइट्रोजन) की बड़ी सांद्रता होती है और उनके रंग की उत्पत्ति अभी तक अनिश्चित है। टाइप II हीरे अवरक्त के एक अलग क्षेत्र में कमजोर रूप से अवशोषित होते हैं (अवशोषण अशुद्धियों के बजाय हीरे की जाली के कारण होता है), और टाइप I हीरे के विपरीत 225 एनएम से नीचे पराबैंगनी में संचारित होते हैं। उनके पास अलग-अलग प्रतिदीप्ति विशेषताएँ भी हैं, लेकिन कोई स्पष्ट दृश्य अवशोषण स्पेक्ट्रम नहीं है। हीरे को बढ़ाने की कुछ तकनीकों का उपयोग आमतौर पर कृत्रिम रूप से नीले, हरे, पीले, लाल और काले सहित कई रंगों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। रंग वृद्धि तकनीकों में आमतौर पर विकिरण शामिल होता है, जिसमें साइक्लोट्रॉन के माध्यम से प्रोटॉन बमबारी; परमाणु रिएक्टरों के ढेर में न्यूट्रॉन बमबारी; और वैन डी ग्राफ जनरेटर द्वारा इलेक्ट्रॉन बमबारी शामिल है। ये उच्च-ऊर्जा कण भौतिक रूप से हीरे के क्रिस्टल जाली को बदल देते हैं, कार्बन परमाणुओं को जगह से बाहर कर देते हैं और रंग केंद्रों का उत्पादन करते हैं। रंग प्रवेश की गहराई तकनीक और इसकी अवधि पर निर्भर करती है, और कुछ मामलों में हीरे को कुछ हद तक रेडियोधर्मी छोड़ दिया जा सकता है। कुछ विकिरणित हीरे पूरी तरह से प्राकृतिक हैं; एक प्रसिद्ध उदाहरण ड्रेसडेन ग्रीन डायमंड है। इन प्राकृतिक पत्थरों में रंग "विकिरण जलने" (यूरेनियम अयस्क से उत्पन्न होने वाले अल्फा कणों द्वारा प्राकृतिक विकिरण) द्वारा छोटे पैच के रूप में दिया जाता है, आमतौर पर केवल माइक्रोमीटर गहरा होता है। इसके अतिरिक्त, टाइप IIa हीरे उच्च-दबाव उच्च-तापमान (एच. पी. एच. टी.) प्रक्रिया के माध्यम से हीरे के अधिकांश या सभी रंग को हटाकर अपनी संरचनात्मक विकृतियों की "मरम्मत" कर सकते हैं। हीरे की चमक को "एडामेनटाइन" के रूप में वर्णित किया गया है, जिसका सरल अर्थ है हीरे जैसा। ठीक से काटे गए हीरे के पहलुओं पर प्रतिबिंब उनकी सपाटता के कारण अनिर्दिष्ट हैं। हीरे का अपवर्तक सूचकांक (जैसा कि सोडियम प्रकाश के माध्यम से मापा जाता है) 2.417 है। क्योंकि यह संरचना में घन है, हीरा भी समस्थानिक है। इसका 0.044 का उच्च फैलाव (दृश्य स्पेक्ट्रम में अपवर्तक सूचकांक की भिन्नता) कटे हीरे की बोधगम्य आग में प्रकट होता है। यह आग-पारदर्शी पत्थरों में दिखाई देने वाले प्रिज्मेटिक रंगों की चमक-शायद गहने के दृष्टिकोण से हीरे की सबसे महत्वपूर्ण ऑप्टिकल संपत्ति है। एक पत्थर में देखी जाने वाली आग की प्रमुखता या मात्रा हीरे के कट के चयन और उससे जुड़े अनुपात (विशेष रूप से मुकुट की ऊंचाई) से बहुत प्रभावित होती है, हालांकि फैंसी (यानी, असामान्य) हीरे का शरीर का रंग कुछ हद तक अपनी आग को छिपा सकता है। 20 से अधिक अन्य खनिजों में हीरे की तुलना में अधिक फैलाव (जो कि नीली और लाल रोशनी के लिए अपवर्तक सूचकांक में अंतर है) होता है, जैसे कि टाइटेनाइट 0.051, एंड्राडाइट 0.057, कैसिटेराइट 0.071, स्ट्रोंटियम टाइटेनेट 0.109, स्फेलेराइट 0.156, सिंथेटिक रूटाइल 0.330, सिनाबार 0.40, आदि। (फैलाव (प्रकाशिकी) देखें)। हालांकि, अत्यधिक कठोरता, घिसाव और रासायनिक प्रतिरोधकता के साथ फैलाव का संयोजन, साथ ही चतुर विपणन, एक रत्न के रूप में हीरे के असाधारण मूल्य को निर्धारित करता है। प्रतिदीप्ति हीरे प्रतिदीप्ति प्रदर्शित करते हैं, अर्थात, वे लंबी-लहर पराबैंगनी प्रकाश (365 एनएम) के तहत विभिन्न रंगों और तीव्रताओं का प्रकाश उत्सर्जित करते हैंः केप श्रृंखला पत्थर (प्रकार आई. ए.) आमतौर पर प्रतिदीप्ति नीले रंग के होते हैं, और ये पत्थर पीले रंग को भी फॉस्फोरेस कर सकते हैं, जो रत्नों के बीच एक अद्वितीय गुण है। अन्य संभावित लंबी-लहर प्रतिदीप्ति रंग हरे (आमतौर पर भूरे रंग के पत्थरों में), पीले, मावे या लाल (प्रकार IIb हीरे में) हैं। प्राकृतिक हीरे में, आमतौर पर लघु-तरंग पराबैंगनी के लिए बहुत कम या कोई प्रतिक्रिया होती है, लेकिन सिंथेटिक हीरे के मामले में इसका उल्टा होता है। कुछ प्राकृतिक प्रकार के आई. आई. बी. हीरे लघु-तरंग पराबैंगनी के संपर्क में आने के बाद नीले रंग में फॉस्फोरेस करते हैं। प्राकृतिक हीरे में, एक्स-रे के तहत प्रतिदीप्ति आम तौर पर नीली-सफेद, पीली या हरी होती है। कुछ हीरे, विशेष रूप से कनाडाई हीरे, कोई प्रतिदीप्ति नहीं दिखाते हैं। लुमिनेसेंस रंगों की उत्पत्ति अक्सर अस्पष्ट होती है और अद्वितीय नहीं होती है। प्रकार IIa और IIb हीरे से नीले उत्सर्जन को एक इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी में विस्थापन के साथ उत्सर्जन को सीधे सहसंबंधित करके विस्थापन के साथ विश्वसनीय रूप से पहचाना जाता है। हालांकि, प्रकार आई. ए. हीरे में नीला उत्सर्जन या तो विस्थापन या एन3 दोष (एक रिक्ति की सीमा पर तीन नाइट्रोजन परमाणु) के कारण हो सकता है। प्राकृतिक हीरे में हरा उत्सर्जन आमतौर पर एच3 केंद्र (दो संस्थागत नाइट्रोजन परमाणु एक रिक्ति द्वारा अलग किए गए) के कारण होता है, जबकि सिंथेटिक हीरे में यह आमतौर पर उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किए जाने वाले निकल से उत्पन्न होता है (चित्र देखें)। नारंगी या लाल उत्सर्जन विभिन्न कारणों से हो सकता है, एक नाइट्रोजन-रिक्तता केंद्र है जो सभी प्रकार के हीरे में पर्याप्त मात्रा में मौजूद है, यहां तक कि IIb प्रकार भी। ऑप्टिकल अवशोषण केप श्रृंखला (आई. ए.) हीरे में एक दृश्य अवशोषण स्पेक्ट्रम होता है (जैसा कि एक प्रत्यक्ष-दृष्टि स्पेक्ट्रोस्कोप के माध्यम से देखा जाता है) जिसमें बैंगनी रंग में एक महीन रेखा होती है; हालाँकि, यह रेखा अक्सर अदृश्य होती है जब तक कि हीरे को बहुत कम तापमान पर ठंडा नहीं किया जाता है। इससे जुड़ी कमजोर रेखाएँ हैं,,,, और। उन सभी रेखाओं को एन3 और एन2 प्रकाशिक केंद्रों के रूप में लेबल किया गया है और एक रिक्ति की सीमा पर तीन नाइट्रोजन परमाणुओं से युक्त एक दोष से जुड़ा हुआ है। अन्य पत्थरों में अतिरिक्त पट्टियाँ दिखाई देती हैंः भूरे, हरे या पीले हीरे हरे रंग में एक पट्टियाँ दिखाते हैं (एच3 केंद्र, ऊपर देखें), कभी-कभी दो अतिरिक्त कमजोर पट्टियों के साथ और (एच4 केंद्र, एक बड़ा परिसर जिसमें संभवतः 4 संस्थागत नाइट्रोजन परमाणु और 2 जाली रिक्तियाँ शामिल होती हैं)। प्रकार IIb हीरे संस्थागत बोरॉन के कारण दूर लाल रंग में अवशोषित हो सकते हैं, लेकिन अन्यथा कोई अवलोकन योग्य दृश्य अवशोषण स्पेक्ट्रम नहीं दिखाते हैं। रत्न विज्ञान प्रयोगशालाएँ स्पेक्ट्रोफोटोमीटर मशीनों का उपयोग करती हैं जो प्राकृतिक, कृत्रिम और रंग-वर्धित हीरे में अंतर कर सकती हैं। स्पेक्ट्रोफोटोमीटर तरल नाइट्रोजन के साथ ठंडा किए गए हीरे के अवरक्त, दृश्य और पराबैंगनी अवशोषण और लुमिनेसेंस स्पेक्ट्रा का विश्लेषण करते हैं ताकि उन कथन-कथा अवशोषण रेखाओं का पता लगाया जा सके जो सामान्य रूप से स्पष्ट नहीं हैं। विद्युत गुण डायमंड एक अच्छा विद्युत अवाहक है, जिसकी प्रतिरोधकता (-) है, और यह 5.47 ईवी के अपने विस्तृत बैंडगैप के लिए प्रसिद्ध है। कमरे के तापमान पर उच्च वाहक गतिशीलता और उच्च विद्युत टूटना क्षेत्र भी हीरे की महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं। वे विशेषताएँ एकल क्रिस्टलीय हीरे को अर्धचालकों के लिए आशाजनक सामग्री में से एक होने की अनुमति देती हैं। इसका विस्तृत बैंडगैप अर्धचालकों को अपनी गुणवत्ता बनाए रखने में मदद करता है क्योंकि यह उच्च तापमान (उच्च बिजली आपूर्ति) में भी उच्च प्रतिरोधकता हासिल करता है। अर्धचालक जिनकी वाहक गतिशीलता अधिक होती है जैसे कि हीरे को उच्च इनपुट वोल्टेज की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे उद्योग में उपयोग करना आसान हो जाता है। उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज अर्धचालकों को भारी धारा से बचाता है जो अचानक एक निश्चित इनपुट वोल्टेज पर होती है। अधिकांश प्राकृतिक नीले हीरे एक अपवाद हैं और कार्बन परमाणुओं की जगह लेने वाली संस्थागत बोरॉन अशुद्धियों के कारण अर्धचालक हैं। प्राकृतिक नीले या नीले-भूरे हीरे, जो ऑस्ट्रेलिया में आर्गाइल हीरे की खान के लिए आम हैं, हाइड्रोजन से समृद्ध हैं; ये हीरे अर्धचालक नहीं हैं और यह स्पष्ट नहीं है कि क्या हाइड्रोजन वास्तव में उनके नीले-भूरे रंग के लिए जिम्मेदार है। बोरान युक्त प्राकृतिक नीले हीरे और बोरान के साथ डोप किए गए सिंथेटिक हीरे पी-प्रकार के अर्धचालक हैं। एन-प्रकार की हीरे की फिल्मों को रासायनिक वाष्प जमाव के दौरान फॉस्फोरस डोपिंग द्वारा पुनः उत्पन्न किया जाता है। डायोड पी-एन जंक्शन और यूवी प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एल. ई. डी., ए. टी.) पी-प्रकार (बोरॉन-डोप्ड) और एन-प्रकार (फॉस्फोरस-डोप्ड) परतों के क्रमिक निक्षेपण द्वारा उत्पादित किए गए हैं। हीरे के इलेक्ट्रॉनिक गुणों को स्ट्रेन इंजीनियरिंग द्वारा भी संशोधित किया जा सकता है। हीरे के ट्रांजिस्टर का उत्पादन किया गया है (अनुसंधान उद्देश्यों के लिए)। सी. आई. एन. परावैद्युत परतों और एस. सी.-एफ. ई. टी. के साथ एफ. ई. टी. बनाए गए हैं। अप्रैल 2004 में, जर्नल नेचर ने बताया कि सुपरकंडक्टिंग संक्रमण तापमान से नीचे, उच्च तापमान और उच्च दबाव पर संश्लेषित बोरॉन-डोप्ड हीरा एक थोक सुपरकंडक्टर है। बाद में विभिन्न रासायनिक वाष्प निक्षेपण तकनीकों द्वारा उगाए गए भारी बोरॉन-डोप्ड फिल्मों में अतिचालकता देखी गई, और उच्चतम रिपोर्ट किया गया संक्रमण तापमान (2009 तक) है। (कोवेलेंट superconductor#Diamond भी देखें) पोटेशियम के साथ परस्पर जुड़े हीरे के नैनोक्रिस्टल में असामान्य चुंबकीय गुण (स्पिन ग्लास अवस्था) देखे गए। पैरामैग्नेटिक होस्ट सामग्री के विपरीत, इंटरकलेटेड नैनोडायमंड की चुंबकीय संवेदनशीलता माप ने विशिष्ट लौह चुम्बकीय व्यवहार को प्रकट किया। यह अनिवार्य रूप से ग्रेफाइट या सी60 फुलरीन में पोटेशियम अंतःक्रिया के परिणामों से अलग है, और यह दर्शाता है कि एसपी3 बंधन कार्बन में चुंबकीय क्रम को बढ़ावा देता है। मापों ने एक नैनोक्रिस्टलाइन हीरा प्रणाली में इंटरकलेशन-प्रेरित स्पिन-ग्लास अवस्था का पहला प्रयोगात्मक प्रमाण प्रस्तुत किया। तापीय चालकता अधिकांश विद्युत अवाहक के विपरीत, मजबूत सहसंयोजक बंधन और कम फोनन प्रकीर्णन के कारण हीरा गर्मी का एक अच्छा संवाहक है। प्राकृतिक हीरे की तापीय चालकता लगभग 2200 डब्ल्यू/(एम. के.) मापी गई, जो सबसे तापीय प्रवाहक धातु चांदी से पांच गुना अधिक है। 99.9% आइसोटोप 12C से समृद्ध मोनोक्रिस्टलाइन सिंथेटिक हीरे में कमरे के तापमान पर किसी भी ज्ञात ठोस की उच्चतम तापीय चालकता थीः 3320 W/(m·K), हालांकि कार्बन नैनोट्यूब और ग्राफीन दोनों में बेहतर तापीय चालकता की रिपोर्ट मौजूद है। क्योंकि हीरे में इतनी उच्च तापीय चालकता होती है कि इसका उपयोग पहले से ही अर्धचालक निर्माण में सिलिकॉन और अन्य अर्धचालक पदार्थों को अधिक गर्म होने से रोकने के लिए किया जाता है। कम तापमान पर चालकता और भी बेहतर हो जाती है, और 104 K (12C-समृद्ध हीरा) पर 41000 W/(m·K) तक पहुंच जाती है। हीरे की उच्च तापीय चालकता का उपयोग आभूषण निर्माताओं और रत्नविदों द्वारा किया जाता है जो हीरे को उनकी नकल से अलग करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक तापीय जांच का उपयोग कर सकते हैं। इन जांचों में एक महीन तांबे की नोक में लगे बैटरी से चलने वाले थर्मिस्टर की एक जोड़ी होती है। एक थर्मिस्टर एक ताप उपकरण के रूप में कार्य करता है जबकि दूसरा तांबे की नोक के तापमान को मापता हैः यदि परीक्षण किया जा रहा पत्थर एक हीरा है, तो यह नोक की तापीय ऊर्जा को मापने योग्य तापमान गिरावट का उत्पादन करने के लिए तेजी से संचालित करेगा। इस परीक्षण में लगभग 2 से 3 सेकंड लगते हैं। हालांकि, पुरानी जांच को मोइसैनाइट द्वारा मूर्ख बनाया जाएगा, जो सिलिकॉन कार्बाइड का एक क्रिस्टलीय खनिज रूप है जिसे 1998 में हीरे के विकल्प के रूप में पेश किया गया था, जिसमें एक समान तापीय चालकता है। तकनीकी रूप से, हीरे की उच्च तापीय चालकता का उपयोग उच्च-स्तरीय बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में कुशल गर्मी हटाने के लिए किया जाता है। हीरा विशेष रूप से उन स्थितियों में आकर्षक है जहां गर्मी में डूबने वाली सामग्री की विद्युत चालकता को बर्दाश्त नहीं किया जा सकता है। उच्च-शक्ति रेडियो-आवृत्ति () सूक्ष्म कुंडलियों के तापीय प्रबंधन के लिए जिनका उपयोग मजबूत और स्थानीय आर. एफ. क्षेत्रों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। तापीय स्थिरता यदि हवा में गर्म किया जाता है, तो हीरा, कार्बन का एक रूप होने के कारण, ऑक्सीकरण करता है और इसकी सतह काली हो जाती है, लेकिन सतह को फिर से पॉलिश करके बहाल किया जा सकता है। ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, जैसे। उच्च शुद्धता वाली आर्गन गैस के प्रवाह में हीरे को लगभग गर्म किया जा सकता है। उच्च दबाव (~) पर हीरे को गर्म किया जा सकता है, और 2009 में प्रकाशित एक रिपोर्ट से पता चलता है कि हीरा और उससे अधिक तापमान का सामना कर सकता है। हीरे कार्बन क्रिस्टल होते हैं जो उच्च तापमान और अत्यधिक दबाव जैसे पृथ्वी के भीतर गहराई में बनते हैं। सतही वायु दाब (एक वायुमंडल) पर, हीरे ग्रेफाइट की तरह स्थिर नहीं होते हैं, और इसलिए हीरे का क्षय ऊष्मागतिकीय रूप से अनुकूल (δH =) होता है। हालांकि, एक बहुत बड़ी गतिज ऊर्जा बाधा के कारण, हीरे मेटास्टेबल होते हैं; वे सामान्य परिस्थितियों में ग्रेफाइट में क्षय नहीं होंगे। हीरे नाइट्रोजन-रिक्तता केंद्र में हीरे के क्रिस्टलोग्राफिक दोषों का रासायनिक वाष्प जमाव भी देखें सिंथेटिक हीरा संदर्भ आगे पढ़ने के लिए पेजेल-थीसेन, वेरेना। (2001)। डायमंड ग्रेडिंग एबीसीः द मैनुअल (9वां संस्करण। ), पीपी. 84-85। रुबिन एंड सन एन. वी.; एंटवर्प, बेल्जियम। वेबस्टर, रॉबर्ट और जॉबिन्स, ई. एलन (एड।) (1998)। रत्नविज्ञानी का संग्रह, पृष्ठ 21,25,31। सेंट एडमंड्सबरी प्रेस लिमिटेड, बरी सेंट एडवर्ड्स। हीरे के गुण (एस. स्क्वे, पीएचडी थीसिस, 2005, एक्सेटर विश्वविद्यालय, यू. के.) हीरे के भौतिक गुण कार्बन डायमंड सुपरहार्ड सामग्री के एलोट्रॉप