Material properties of diamond
ڈائمنڈ کاربن کا الاٹروپ ہے جس میں کاربن ایٹموں کو مخصوص قسم کی کیوبک جالی میں ترتیب دیا جاتا ہے جسے ڈائمنڈ کیوبک کہا جاتا ہے۔ یہ ایک کرسٹل ہے جو شفاف سے غیر شفاف ہوتا ہے اور جو عام طور پر آئسوٹروپک ہوتا ہے (نہیں یا بہت کمزور بائرفرینجینس)۔ ہیرے قدرتی طور پر پائے جانے والا سب سے مشکل مواد ہے۔ پھر بھی، اہم ساختی ٹوٹنے کی وجہ سے، بلک ہیرے کی سختی صرف اچھائی کے لیے مناسب ہے۔ بلک ہیرے کی عین مطابق تناؤ کی طاقت بہت کم معلوم ہے۔ تاہم، تک کی کمپریسیو طاقت کا مشاہدہ کیا گیا ہے، اور یہ مائیکرو/نینومیٹر سائز کے تاروں یا سوئیوں (~ قطر میں، مائکرومیٹر لمبا) کی شکل میں اتنا ہی زیادہ ہو سکتا ہے، جس میں اسی طرح کا زیادہ سے زیادہ تناؤ لچکدار تناؤ 9 فیصد سے زیادہ ہو۔ ہیرے کو کاٹنے کے دوران ہیرے کی سختی کی انیسوٹروپی پر احتیاط سے غور کیا جاتا ہے۔ ہیرے میں ایک اعلی ریفریکٹیو انڈیکس (2.417) اور اعتدال پسند بازی (0.044) خصوصیات ہوتی ہیں جو کٹے ہوئے ہیروں کو ان کی چمک دیتی ہیں۔ سائنس دان موجود کرسٹلگرافک نقائص کی نوعیت کے مطابق ہیروں کو چار اہم اقسام میں درجہ بندی کرتے ہیں۔ ہیرے کے کرسٹل ڈھانچے میں کاربن ایٹموں کی متبادل طور پر جگہ لینے والی ٹریس نجاست، اور بعض صورتوں میں ساختی نقائص، ہیرے میں نظر آنے والے رنگوں کی وسیع رینج کے لیے ذمہ دار ہیں۔ زیادہ تر ہیرے برقی موصلیت اور انتہائی موثر تھرمل موصل ہوتے ہیں۔ بہت سی دوسری معدنیات کے برعکس، ہیرے کے کرسٹل (3.52) کی مخصوص کشش ثقل میں ہیرے سے ہیرے میں معمولی فرق ہوتا ہے۔ سختی اور کرسٹل ڈھانچہ قدیم یونانیوں میں (، 'مناسب، ناقابل تبدیلی، اٹوٹ') کے طور پر جانا جاتا ہے اور بعض اوقات اسے اڈومنٹ کہا جاتا ہے، ہیرا قدرتی طور پر پائے جانے والا سب سے مشکل مواد ہے، اور معدنی سختی کے موحس پیمانے پر 10 کی تعریف کے طور پر کام کرتا ہے۔ ڈائمنڈ اپنی کرسٹل ساخت کی وجہ سے انتہائی مضبوط ہے، جسے ڈائمنڈ کیوبک کہا جاتا ہے، جس میں ہر کاربن ایٹم کے چار پڑوسی ہوتے ہیں جو اس سے باہمی طور پر جڑے ہوتے ہیں۔ بلک کیوبک بوران نائٹرائڈ (سی-بی این) تقریبا ہیرے جتنا سخت ہوتا ہے۔ ہیرے کا کچھ مواد کے ساتھ رد عمل ہوتا ہے، جیسے کہ اسٹیل، اور سی-بی این اس طرح کے مواد کو کاٹنے یا کم کرنے پر کم پہنتا ہے۔ (اس کی زنک بلینڈ ساخت ہیرے کے کیوبک ڈھانچے کی طرح ہے، لیکن متبادل قسم کے ایٹموں کے ساتھ۔) فی الحال ایک فرضی مواد، بیٹا کاربن نائٹرائڈ (β-)، بھی ایک شکل میں اتنا ہی سخت یا سخت ہو سکتا ہے۔ یہ دکھایا گیا ہے کہ نینو میٹر اناج کے سائز والے کچھ ہیرے کے مجموعے روایتی بڑے ہیرے کے کرسٹل سے زیادہ سخت اور سخت ہوتے ہیں، اس طرح وہ کھرچنے والے مواد کے طور پر بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ ہیرے کی جانچ کے لیے ان نئے انتہائی سخت مواد کے استعمال کی وجہ سے، زیادہ درست اقدار اب ہیرے کی سختی کے لیے جانی جاتی ہیں۔ خالص (یعنی ٹائپ IIa) ہیرے کی [111] کرسٹلگرافک سمت (جو کہ مکعب کا سب سے لمبا اخترن ہے) پر عمودی سطح کی سختی کی قیمت اس وقت ہوتی ہے جب اسے نینو ڈائمنڈ ٹپ سے کھرچ لیا جاتا ہے، جبکہ نینو ڈائمنڈ نمونے کی خود ایک قدر ہوتی ہے جب کسی دوسرے نینو ڈائمنڈ ٹپ سے جانچ کی جاتی ہے۔ چونکہ ٹیسٹ صرف ٹیسٹ کیے جانے والے نمونے سے زیادہ سخت مواد سے بنے ٹپ کے ساتھ صحیح طریقے سے کام کرتا ہے، اس لیے نینو ڈائمنڈ کی حقیقی قیمت ممکنہ طور پر اس سے کچھ کم ہے۔ ہیرے کی عین مطابق تناؤ کی طاقت نامعلوم ہے، حالانکہ طاقت کا مشاہدہ کیا گیا ہے، اور نظریاتی طور پر یہ نمونے کے حجم/سائز، ہیرے کی جالی کی کمال اور اس کی سمت کے لحاظ سے اتنا ہی زیادہ ہو سکتا ہے: تناؤ کی طاقت [100] کرسٹل سمت (کیوبک چہرے کے لیے نارمل) کے لیے سب سے زیادہ ہے، [110] کے لیے چھوٹی اور [111] محور کے لیے سب سے چھوٹی (طویل کیوب ڈائیگنل کے ساتھ)۔ ہیرے میں کسی بھی مواد کی سب سے چھوٹی کمپریسبلٹی بھی ہوتی ہے۔ کیوبک ہیروں میں ایک کامل اور آسان آکٹاہیڈرل کلیویج ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ ان کے پاس صرف چار طیارے ہوتے ہیں-آکٹاہیڈرون کے چہروں کے بعد کمزور سمت جہاں کم بانڈ ہوتے ہیں-جس کے ساتھ ہیرے آسانی سے دھندلے اثر پر تقسیم ہو کر ہموار سطح چھوڑ سکتے ہیں۔ اسی طرح ہیرے کی سختی واضح طور پر دشاتمک ہے: سب سے مشکل سمت مکعب چہرے پر اخترن ہے، جو نرم ترین سمت سے 100 گنا زیادہ مشکل ہے، جو کہ ڈوڈیکاہیڈرل طیارہ ہے۔ آکٹاڈرل طیارہ دونوں انتہاؤں کے درمیان درمیانی ہے۔ ہیرے کاٹنے کا عمل اس دشاتمک سختی پر بہت زیادہ انحصار کرتا ہے، کیونکہ اس کے بغیر ہیرے کو فیشن بنانا تقریبا ناممکن ہوگا۔ کلیویج بھی ایک مددگار کردار ادا کرتا ہے، خاص طور پر بڑے پتھروں میں جہاں کٹر ناقص مواد کو ہٹانا چاہتا ہے یا کھردری کے ایک ہی ٹکڑے سے ایک سے زیادہ پتھر تیار کرنا چاہتا ہے (جیسے۔ کلینن ڈائمنڈ)۔ ہیرے ڈائمنڈ کیوبک کرسٹل سسٹم (اسپیس گروپ ایف ڈی ایم) میں کرسٹلائز ہوتے ہیں اور ٹیٹراہیڈرل، کوولینٹی بانڈڈ کاربن ایٹموں پر مشتمل ہوتے ہیں۔ ایک دوسری شکل جسے لونسڈیلائٹ کہا جاتا ہے، ہیکساگونل سمیٹری کے ساتھ بھی پایا گیا ہے، لیکن یہ انتہائی نایاب ہے اور صرف میٹورائٹس یا لیبارٹری کی ترکیب میں تشکیل پاتا ہے۔ دونوں ڈھانچوں میں ہر ایٹم کا مقامی ماحول یکساں ہے۔ نظریاتی طور پر، توقع کی جاتی ہے کہ لونسڈیلائٹ ہیرے سے زیادہ سخت ہوگا، لیکن دستیاب پتھروں کا سائز اور معیار اس مفروضے کی جانچ کے لیے ناکافی ہے۔ کرسٹل کی عادت کے لحاظ سے، ہیرے اکثر یوہیڈرل (اچھی طرح سے تشکیل شدہ) یا گول آکٹھیڈرا اور مثلث خاکہ کے ساتھ جڑواں، چپٹے آکٹھیڈرا کے طور پر پائے جاتے ہیں۔ دیگر شکلوں میں ڈوڈیکیڈرا اور (شاذ و نادر ہی) کیوب شامل ہیں۔ اس بات کے شواہد موجود ہیں کہ نائٹروجن کی نجاست اچھی شکل کے یوہیڈرل کرسٹل کی تشکیل میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔ پائے جانے والے سب سے بڑے ہیرے، جیسے کلینن ڈائمنڈ، بے ساختہ تھے۔ یہ ہیرے خالص ہیں (یعنی۔ ٹائپ II) اور اس لیے اگر کوئی نائٹروجن ہو تو اس میں بہت کم ہوتا ہے۔ ہیرے کے آکٹھیڈرون کے چہرے اپنی سختی کی وجہ سے انتہائی چمکدار ہوتے ہیں۔ مثلث کی شکل کے نمو کے نقائص (ٹریگن) یا نقاشی کے گڑھے اکثر چہروں پر موجود ہوتے ہیں۔ ہیرے کا فریکچر بے قاعدہ ہوتا ہے۔ ہیرے جو تقریبا گول ہوتے ہیں، آکٹاڈرل چہروں پر متعدد مراحل کی تشکیل کی وجہ سے، عام طور پر مسوڑھوں جیسی جلد (این وائی ایف) میں لیپت ہوتے ہیں۔ سٹیپڈ چہروں، نشوونما کے نقائص، اور این وائی ایف کا امتزاج ایک "سکلی" یا نالی دار شکل پیدا کرتا ہے۔ بہت سے ہیرے اتنے مسخ شدہ ہوتے ہیں کہ چند کرسٹل چہرے قابل دید ہوتے ہیں۔ برازیل اور جمہوری جمہوریہ کانگو میں پائے جانے والے کچھ ہیرے پولی کرسٹلین ہوتے ہیں اور غیر شفاف، گہرے رنگ کے، گول، چھوٹے کرسٹل کے شعاعی کمیت کے طور پر پائے جاتے ہیں۔ یہ بالاس کے نام سے جانے جاتے ہیں اور صنعت کے لیے اہم ہیں کیونکہ ان میں واحد کرسٹل ہیرے کے کلیویج طیاروں کی کمی ہوتی ہے۔ کاربونیڈو ایک ایسی ہی غیر شفاف مائیکرو کرسٹل لائن شکل ہے جو بے ساختہ کمیتوں میں پائی جاتی ہے۔ بلاس ڈائمنڈ کی طرح، کاربونیڈو میں کلیویج طیاروں کا فقدان ہے اور اس کی مخصوص کشش ثقل 2.9 سے 3.5 تک وسیع پیمانے پر مختلف ہوتی ہے۔ بورٹ ہیرے، جو برازیل، وینزویلا اور گیانا میں پائے جاتے ہیں، صنعتی درجے کے ہیرے کی سب سے عام قسم ہیں۔ وہ پولی کرسٹل بھی ہوتے ہیں اور اکثر ناقص طور پر کرسٹلائز ہوتے ہیں۔ وہ شفاف ہوتے ہیں اور آسانی سے پھٹ جاتے ہیں۔ ہائیڈروفوبیا اور لیپوفیلیا بڑی سختی اور مضبوط سالماتی بندھن کی وجہ سے، کٹے ہوئے ہیرے کے پہلو اور پہلو کے کنارے سب سے چپٹے اور تیز نظر آتے ہیں۔ قدرتی ہیرے کی سطح کی کمال کا ایک دلچسپ ضمنی اثر ہائڈروفوبیا ہے جو لیپوفیلیا کے ساتھ مل کر ہوتا ہے۔ سابقہ خاصیت کا مطلب ہے کہ ہیرے پر رکھے گئے پانی کا ایک قطرہ ایک مربوط قطرہ بناتا ہے، جبکہ زیادہ تر دیگر معدنیات میں پانی سطح کو ڈھانپنے کے لیے پھیل جاتا ہے۔ مزید برآں، ہیرا غیر معمولی طور پر لیپوفیلک ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ چکنائی اور تیل آسانی سے جمع ہو کر ہیرے کی سطح پر پھیل جاتے ہیں، جبکہ دیگر معدنیات میں تیل مربوط قطروں کی تشکیل کرتا ہے۔ اس خاصیت کا استعمال چکنائی پنسل کے استعمال میں کیا جاتا ہے، جو مشتبہ ہیرے کے سمیلنٹ کی سطح پر چکنائی کی لکیر لگاتے ہیں۔ ہیرے کی سطحیں ہائیڈروفوبک ہوتی ہیں جب سطح کاربن ایٹم ہائیڈروجن ایٹم کے ساتھ ختم ہوتے ہیں اور ہائیڈروفیلک جب سطح کے ایٹم آکسیجن ایٹم یا ہائیڈروکسیل ریڈیکل کے ساتھ ختم ہوتے ہیں۔ مناسب گیس پر مشتمل گیسوں یا پلازما کے ساتھ علاج، درجہ حرارت یا اس سے زیادہ پر، سطح کی خاصیت کو مکمل طور پر تبدیل کر سکتا ہے۔ قدرتی طور پر پائے جانے والے ہیروں کی سطح پر آکسیجن کی نصف سے بھی کم یک پرت کوریج ہوتی ہے، توازن ہائیڈروجن ہوتا ہے اور اس کا طرز عمل معتدل طور پر ہائیڈروفوبک ہوتا ہے۔ یہ نام نہاد "گریز بیلٹ" کا استعمال کرتے ہوئے کان میں موجود دیگر معدنیات سے علیحدگی کی اجازت دیتا ہے۔ سختی سختی کے برعکس، جو صرف کھرچنے کے خلاف مزاحمت کی نشاندہی کرتی ہے، ہیرے کی سختی یا استقامت صرف اچھائی کے لیے مناسب ہے۔ سختی کا تعلق گرنے یا اثرات سے ٹوٹنے کے خلاف مزاحمت کرنے کی صلاحیت سے ہے۔ ہیرے کے کامل اور آسان کلیویج کی وجہ سے، اس کے ٹوٹنے کا خطرہ ہے۔ اگر کسی عام ہتھوڑے سے مارا جائے تو ہیرا بکھر جائے گا۔ قدرتی ہیرے کی سختی کو اس طرح ماپا گیا ہے، جو دیگر جواہرات جیسے ایکوا میرین (نیلے رنگ کے) کے مقابلے میں اچھا ہے، لیکن زیادہ تر انجینئرنگ مواد کے مقابلے میں ناقص ہے۔ کسی بھی مواد کی طرح، ہیرے کی میکروسکوپک جیومیٹری اس کے ٹوٹنے کے خلاف مزاحمت میں معاون ہوتی ہے۔ ڈائمنڈ کا کلیویج طیارہ ہوتا ہے اور اس لیے کچھ سمتوں میں دوسروں کے مقابلے میں زیادہ نازک ہوتا ہے۔ ڈائمنڈ کٹر اس خاصیت کا استعمال کچھ پتھروں کو پھاڑنے سے پہلے کرتے ہیں۔ بلاس اور کاربونیڈو ہیرے غیر معمولی ہیں، کیونکہ وہ پولی کرسٹل ہیں اور اس وجہ سے سنگل کرسٹل ہیرے سے کہیں زیادہ سخت ہیں۔ وہ گہری ڈرلنگ بٹس اور دیگر مطالبہ صنعتی ایپلی کیشنز کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ہیروں کی مخصوص پہلو شکلیں ٹوٹنے کا زیادہ خطرہ ہوتی ہیں اور اس طرح معروف انشورنس کمپنیوں کے ذریعہ انشورینس کے قابل نہیں ہوسکتی ہیں۔ جواہرات کا شاندار کٹ خاص طور پر ٹوٹنے یا پھٹنے کے امکان کو کم کرنے کے لیے بنایا گیا ہے۔ ٹھوس غیر ملکی کرسٹل عام طور پر ہیرے میں موجود ہوتے ہیں۔ وہ زیادہ تر معدنیات ہیں، جیسے اولیوائن، گارنیٹ، روبی، اور بہت سے دوسرے۔ یہ اور دیگر شمولیت، جیسے اندرونی فریکچر یا "پنکھ"، ہیرے کی ساختی سالمیت کو خطرے میں ڈال سکتے ہیں۔ کٹے ہوئے ہیرے جنہیں شیشے سے فریکچر یا جوفوں کو بھرنے کے ذریعے اپنی وضاحت کو بہتر بنانے کے لیے بڑھایا گیا ہے وہ خاص طور پر نازک ہوتے ہیں، کیونکہ شیشہ الٹراسونک صفائی یا زیورات کی مشعل کی سختی کے خلاف نہیں کھڑا ہوگا۔ اگر غلط طریقے سے علاج کیا جائے تو فریکچر سے بھرے ہیرے بکھر سکتے ہیں۔ دباؤ مزاحمت ہائی پریشر ماحول پیدا کرنے کے لیے نام نہاد ڈائمنڈ اینویل تجربات میں استعمال کیا جاتا ہے، ہیرے 600 گیگا پاسکل (6 ملین ماحول) سے زیادہ کرشنگ دباؤ کا مقابلہ کرتے ہیں۔ نظری خصوصیات رنگ اور اس کی وجوہات ہیرے مختلف رنگوں میں پائے جاتے ہیں: سیاہ، بھوری، پیلا، سرمئی، سفید، نیلے، نارنجی، جامنی سے گلابی، اور سرخ۔ رنگین ہیروں میں کرسٹلگرافک نقائص ہوتے ہیں، جن میں ذیلی ادارہ جاتی نجاست اور ساختی نقائص شامل ہیں، جو رنگت کا سبب بنتے ہیں۔ نظریاتی طور پر خالص ہیرے شفاف اور بے رنگ ہوں گے۔ ہیروں کو سائنسی طور پر دو اہم اقسام اور کئی ذیلی اقسام میں درجہ بند کیا جاتا ہے، موجودہ نقائص کی نوعیت اور وہ روشنی کے جذب کو کس طرح متاثر کرتے ہیں اس کے مطابق: ٹائپ I ہیرے میں نائٹروجن (N) ایٹم اہم نجاست کے طور پر ہوتے ہیں، جو 1 ٪ تک کے ارتکاز پر ہوتے ہیں۔ اگر این ایٹم جوڑوں یا بڑے مجموعوں میں ہیں، تو وہ ہیرے کے رنگ کو متاثر نہیں کرتے ہیں۔ یہ ٹائپ آئی اے ہیں۔ تقریبا 98 فیصد جواہرات کے ہیرے ٹائپ آئی اے ہیں: ان ہیروں کا تعلق کیپ سیریز سے ہے، جس کا نام ہیرے سے مالا مال خطے کے نام پر رکھا گیا ہے جسے پہلے جنوبی افریقہ میں کیپ صوبہ کے نام سے جانا جاتا تھا، جس کے ذخائر بڑی حد تک ٹائپ آئی اے ہیں۔ اگر نائٹروجن ایٹم کرسٹل میں الگ تھلگ مقامات پر بکھرے ہوئے ہیں (جوڑے دار یا گروہ بند نہیں ہیں)، تو وہ پتھر کو ایک شدید پیلا یا کبھی کبھار بھوری رنگ کا رنگ (ٹائپ آئی بی) دیتے ہیں۔ نایاب کینری ہیرے اس قسم سے تعلق رکھتے ہیں، جو صرف معروف قدرتی ہیروں کے ~0.1% کی نمائندگی کرتے ہیں۔ نائٹروجن پر مشتمل مصنوعی ہیرا عام طور پر آئی بی قسم کا ہوتا ہے۔ قسم آئی اے اور آئی بی ہیرے برقی مقناطیسی سپیکٹرم کے اورکت اور بالائے بنفشی دونوں علاقوں میں جذب ہوتے ہیں۔ ان میں ایک خاص فلوروسینس اور مرئی جذب سپیکٹرم بھی ہوتا ہے۔ ٹائپ II ہیروں میں نائٹروجن کی نجاست بہت کم ہوتی ہے۔ خالص (ٹائپ IIa) ہیرا کرسٹل کی نشوونما کے دوران پلاسٹک کی اخترتی سے پیدا ہونے والی ساختی بے ضابطگیوں کی وجہ سے گلابی، سرخ یا بھوری رنگ کا ہو سکتا ہے۔ یہ ہیرے نایاب ہیں (جواہرات کے ہیروں کا 1.8 ٪)، لیکن آسٹریلیائی ہیروں کا ایک بڑا فیصد تشکیل دیتے ہیں۔ قسم IIb ہیرے، جو جواہرات کے ہیروں کے ~0.1% ہوتے ہیں، عام طور پر کرسٹل میٹرکس کے اندر بکھرے ہوئے بورون ایٹموں کی وجہ سے اسٹیل نیلے یا سرمئی رنگ کے ہوتے ہیں۔ ہیرے کی دیگر اقسام کے برعکس یہ ہیرے سیمی کنڈکٹر بھی ہیں (برقی خصوصیات دیکھیں)۔ آسٹریلیا کی آرگل کان سے آنے والے زیادہ تر نیلے سرمئی ہیرے IIb قسم کے نہیں ہیں، بلکہ IA قسم کے ہیں۔ ان ہیروں میں نقائص اور نجاست (خاص طور پر ہائیڈروجن اور نائٹروجن) کی بڑی مقدار ہوتی ہے اور ان کے رنگ کی اصل ابھی تک غیر یقینی ہے۔ ٹائپ II ہیرے اورکت کے مختلف علاقے میں کمزور طور پر جذب ہوتے ہیں (جذب نجاست کے بجائے ہیرے کی جالی کی وجہ سے ہوتا ہے)، اور ٹائپ I ہیروں کے برعکس 225 این ایم سے نیچے بالائے بنفشی میں منتقل ہوتے ہیں۔ ان میں فلوروسینس کی مختلف خصوصیات بھی ہیں، لیکن کوئی قابل دید جذب سپیکٹرم نہیں ہے۔ ہیرے کو بڑھانے کی کچھ تکنیکیں عام طور پر مصنوعی طور پر رنگوں کی ایک صف تیار کرنے کے لیے استعمال کی جاتی ہیں، جن میں نیلے، سبز، پیلے، سرخ اور سیاہ شامل ہیں۔ رنگ بڑھانے کی تکنیکوں میں عام طور پر تابکاری شامل ہوتی ہے، بشمول سائکلوٹرون کے ذریعے پروٹون بمباری ؛ جوہری ری ایکٹروں کے ڈھیروں میں نیوٹرون بمباری ؛ اور وان ڈی گراف جنریٹرز کے ذریعے الیکٹران بمباری۔ یہ اعلی توانائی کے ذرات جسمانی طور پر ہیرے کی کرسٹل جالی کو تبدیل کرتے ہیں، کاربن ایٹموں کو جگہ سے باہر دھکیلتے ہیں اور رنگین مراکز پیدا کرتے ہیں۔ رنگ کے دخول کی گہرائی کا انحصار تکنیک اور اس کی مدت پر ہوتا ہے، اور بعض صورتوں میں ہیرے کو کسی حد تک تابکار چھوڑ دیا جا سکتا ہے۔ کچھ تابکار ہیرے مکمل طور پر قدرتی ہوتے ہیں ؛ ایک مشہور مثال ڈریسڈن گرین ڈائمنڈ ہے۔ ان قدرتی پتھروں میں رنگ "تابکاری کے جلنے" (یورینیم ایسک سے پیدا ہونے والے الفا ذرات کے ذریعے قدرتی تابکاری) کے ذریعے چھوٹے چھوٹے ٹکڑوں کی شکل میں دیا جاتا ہے، عام طور پر صرف مائکرو میٹر گہرائی میں۔ مزید برآں، ٹائپ IIa ہیرے ہائی پریشر ہائی ٹمپریچر (HPHT) کے عمل کے ذریعے ہیرے کے زیادہ تر یا تمام رنگ کو ہٹا کر ان کی ساختی خرابیوں کی "مرمت" کر سکتے ہیں۔ ہیرے کی چمک کو "ایڈامینٹائن" کے طور پر بیان کیا گیا ہے، جس کا سیدھا مطلب ہیرے جیسا ہے۔ مناسب طریقے سے کٹے ہوئے ہیرے کے پہلوؤں پر عکاسی ان کی چپٹی پن کی وجہ سے غیر درج شدہ ہوتی ہے۔ ہیرے کا ریفریکٹیو انڈیکس (جیسا کہ سوڈیم لائٹ کے ذریعے ماپا جاتا ہے) 2.417 ہے۔ چونکہ یہ ساخت میں کیوبک ہے، اس لیے ہیرا بھی آئسوٹروپک ہے۔ اس کا 0.044 کا زیادہ پھیلاؤ (نظر آنے والے سپیکٹرم میں ریفریکٹیو انڈیکس کی تغیر) کٹے ہوئے ہیروں کی قابل فہم آگ میں ظاہر ہوتا ہے۔ یہ آگ-شفاف پتھروں میں نظر آنے والے پریسمٹک رنگوں کی چمک-زیورات کے نقطہ نظر سے شاید ہیرے کی سب سے اہم نظری خاصیت ہے۔ پتھر میں نظر آنے والی آگ کی اہمیت یا مقدار ہیرے کے کٹے ہوئے انتخاب اور اس سے وابستہ تناسب (خاص طور پر تاج کی اونچائی) سے بہت زیادہ متاثر ہوتی ہے، حالانکہ فینسی (یعنی غیر معمولی) ہیروں کا جسمانی رنگ ان کی آگ کو کسی حد تک چھپا سکتا ہے۔ 20 سے زیادہ دیگر معدنیات ہیرے کے مقابلے میں زیادہ منتشر ہوتی ہیں (یعنی نیلی اور سرخ روشنی کے لیے اضطراری اشاریہ میں فرق)، جیسے کہ ٹائٹینائٹ 0.051، اینڈراڈائٹ 0.057، کیسٹرائٹ 0.071، اسٹرونشیم ٹائٹینائٹ 0.109، اسپیلرائٹ 0.156، مصنوعی روٹائل 0.330، سننابر 0.4، وغیرہ۔ (دیکھیں ڈسپریشن (آپٹکس))۔ تاہم، انتہائی سختی، لباس اور کیمیائی مزاحمت کے ساتھ منتشر ہونے کا امتزاج، نیز ہوشیار مارکیٹنگ، جواہر کے طور پر ہیرے کی غیر معمولی قدر کا تعین کرتی ہے۔ فلوروسینس ہیرے فلوروسینس کی نمائش کرتے ہیں، یعنی وہ لانگ ویو الٹرا وایلیٹ لائٹ (365 این ایم) کے تحت مختلف رنگوں اور شدتوں کی روشنی کا اخراج کرتے ہیں: کیپ سیریز کے پتھر (ٹائپ آئی اے) عام طور پر فلوروسینس نیلے رنگ کے ہوتے ہیں، اور یہ پتھر فاسفورسس پیلے رنگ کے بھی ہو سکتے ہیں، جو جواہرات میں سے ایک منفرد خاصیت ہے۔ دیگر ممکنہ لمبی لہر والے فلوروسینس رنگ سبز (عام طور پر بھوری پتھروں میں)، پیلا، مووی، یا سرخ (IIb ہیروں کی قسم میں) ہیں۔ قدرتی ہیروں میں، شارٹ ویو الٹرا وایلیٹ کے لیے عام طور پر بہت کم ردعمل ہوتا ہے، لیکن مصنوعی ہیروں کے معاملے میں اس کے برعکس ہوتا ہے۔ کچھ قدرتی قسم کے IIb ہیرے شارٹ ویو الٹرا وایلیٹ کی نمائش کے بعد نیلے رنگ کے فاسفورس ہوتے ہیں۔ قدرتی ہیروں میں، ایکس رے کے تحت فلوروسینس عام طور پر نیلا سفید، پیلا یا سبز رنگ کا ہوتا ہے۔ کچھ ہیرے، خاص طور پر کینیڈین ہیرے، کوئی فلوروسینس نہیں دکھاتے ہیں۔ روشنی کے رنگوں کی ابتدا اکثر غیر واضح ہوتی ہے اور منفرد نہیں ہوتی ہے۔ ٹائپ IIa اور IIb ہیروں سے نیلے اخراج کو الیکٹران خوردبین میں بے ترتیبی کے ساتھ اخراج کو براہ راست مربوط کرکے بے ترتیبی کے ساتھ قابل اعتماد طریقے سے شناخت کیا جاتا ہے۔ تاہم، قسم آئی اے ہیرے میں نیلے رنگ کا اخراج یا تو نقل مکانی یا این 3 نقائص (ایک خالی جگہ کی سرحد پر تین نائٹروجن ایٹم) کی وجہ سے ہو سکتا ہے۔ قدرتی ہیرے میں سبز اخراج عام طور پر H3 مرکز کی وجہ سے ہوتا ہے (دو ذیلی ادارہ جاتی نائٹروجن ایٹم ایک خالی جگہ سے الگ ہوتے ہیں)، جبکہ مصنوعی ہیرے میں یہ عام طور پر نکل سے نکلتا ہے جو ایک اتپریرک کے طور پر استعمال ہوتا ہے (شکل دیکھیں)۔ نارنجی یا سرخ اخراج مختلف وجوہات کی وجہ سے ہو سکتا ہے، ایک نائٹروجن-ویکنسی سینٹر ہے جو ہر قسم کے ہیرے میں کافی مقدار میں موجود ہے، یہاں تک کہ ٹائپ IIb بھی۔ آپٹیکل جذب کیپ سیریز (آئی اے) ہیروں میں ایک مرئی جذب سپیکٹرم ہوتا ہے (جیسا کہ براہ راست وژن سپیکٹروسکوپ کے ذریعے دیکھا جاتا ہے) جو بنفشی رنگ میں ایک باریک لکیر پر مشتمل ہوتا ہے۔ تاہم، یہ لکیر اکثر اس وقت تک پوشیدہ رہتی ہے جب تک کہ ہیرے کو بہت کم درجہ حرارت پر ٹھنڈا نہیں کیا جاتا۔ اس سے وابستہ کمزور لائنیں ہیں،،،، اور۔ ان تمام لائنوں کو N3 اور N2 نظری مراکز کے طور پر لیبل کیا گیا ہے اور ایک خالی جگہ کی سرحد پر تین نائٹروجن ایٹموں پر مشتمل ایک عیب سے منسلک ہے۔ دوسرے پتھر اضافی بینڈ دکھاتے ہیں: بھوری، سبز، یا پیلے رنگ کے ہیرے سبز رنگ میں ایک بینڈ دکھاتے ہیں (H3 مرکز، اوپر دیکھیں)، بعض اوقات اس کے ساتھ دو اضافی کمزور بینڈ ہوتے ہیں (H4 مرکز، ایک بڑا کمپلیکس جس میں ممکنہ طور پر 4 ذیلی ادارہ جاتی نائٹروجن ایٹم اور 2 جالی خالی جگہیں شامل ہیں)۔ ٹائپ IIb ہیرے ذیلی ادارہ جاتی بوران کی وجہ سے دور سرخ میں جذب ہو سکتے ہیں، لیکن بصورت دیگر کوئی قابل مشاہدہ جذب سپیکٹرم نہیں دکھاتے ہیں۔ جیمولوجیکل لیبارٹریز سپیکٹرو فوٹومیٹر مشینوں کا استعمال کرتی ہیں جو قدرتی، مصنوعی اور رنگ بڑھانے والے ہیروں میں فرق کر سکتی ہیں۔ سپیکٹروفوٹومیٹر مائع نائٹروجن کے ساتھ ٹھنڈا کیے گئے ہیروں کے اورکت، مرئی اور بالائے بنفشی جذب اور لومینسینس سپیکٹرا کا تجزیہ کرتے ہیں تاکہ ایسی جذب لائنوں کا پتہ لگایا جا سکے جو عام طور پر قابل فہم نہیں ہیں۔ برقی خصوصیات ڈائمنڈ ایک اچھا برقی موصلیت ہے، جس کی مزاحمت (-) ہے، اور یہ اپنے 5.47 ای وی کے وسیع بینڈ گیپ کے لیے مشہور ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت پر ہائی کیریئر موبلٹیز اور ہائی الیکٹرک بریک ڈاؤن فیلڈ بھی ہیرے کی اہم خصوصیات ہیں۔ یہ خصوصیات واحد کرسٹل ہیرے کو سیمی کنڈکٹرز کے لیے امید افزا مواد میں سے ایک بننے کی اجازت دیتی ہیں۔ اس کا وسیع بینڈ گیپ سیمی کنڈکٹرز کو اپنے معیار کو برقرار رکھنے میں مدد کرتا ہے کیونکہ یہ اعلی درجہ حرارت (اعلی بجلی کی فراہمی) میں بھی اعلی مزاحمت کو محفوظ رکھتا ہے۔ سیمی کنڈکٹر جن کی کیریئر موبلٹی زیادہ ہوتی ہے جیسے ہیرے کو ہائی ان پٹ وولٹیج کی ضرورت نہیں ہوتی، جس سے صنعت میں استعمال کرنا آسان ہو جاتا ہے۔ ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج سیمی کنڈکٹرز کو بڑے کرنٹ سے بچاتا ہے جو اچانک ایک مخصوص ان پٹ وولٹیج پر ہوتا ہے۔ زیادہ تر قدرتی نیلے ہیرے مستثنی ہیں اور کاربن ایٹموں کی جگہ ذیلی ادارہ جاتی بوران کی نجاست کی وجہ سے سیمی کنڈکٹر ہیں۔ قدرتی نیلے یا نیلے سرمئی ہیرے، جو آسٹریلیا میں ارگل ہیرے کی کان کے لیے عام ہیں، ہائیڈروجن سے بھرپور ہیں۔ یہ ہیرے سیمی کنڈکٹر نہیں ہیں اور یہ واضح نہیں ہے کہ آیا ان کے نیلے سرمئی رنگ کے لیے دراصل ہائیڈروجن ذمہ دار ہے یا نہیں۔ بوران پر مشتمل قدرتی نیلے ہیرے اور بوران کے ساتھ ڈوپ کیے گئے مصنوعی ہیرے پی قسم کے سیمی کنڈکٹر ہیں۔ این قسم کی ہیرے کی فلمیں کیمیائی بخارات کے جمع ہونے کے دوران فاسفورس ڈوپنگ کے ذریعے دوبارہ تخلیق کی جاتی ہیں۔ ڈائیڈ پی-این جنکشن اور یو وی لائٹ ایمیٹنگ ڈائیڈس (ایل ای ڈی، اے ٹی) پی-ٹائپ (بورون-ڈوپڈ) اور این-ٹائپ (فاسفورس-ڈوپڈ) تہوں کے ترتیب وار جمع ہونے سے تیار کیے گئے ہیں۔ ڈائمنڈ کی الیکٹرانک خصوصیات کو اسٹرین انجینئرنگ کے ذریعے بھی ماڈیول کیا جا سکتا ہے۔ ڈائمنڈ ٹرانجسٹر تیار کیے گئے ہیں (تحقیقی مقاصد کے لیے)۔ سی آئی این ڈائی الیکٹرک تہوں کے ساتھ ایف ای ٹی، اور ایس سی-ایف ای ٹی بنائے گئے ہیں۔ اپریل 2004 میں، جریدے نیچر نے اطلاع دی کہ سپر کنڈکٹنگ منتقلی کے درجہ حرارت سے نیچے، اعلی درجہ حرارت اور ہائی پریشر پر ترکیب شدہ بوران ڈوپڈ ہیرا ایک بلک سپر کنڈکٹر ہے۔ بعد میں مختلف کیمیائی بخارات جمع کرنے کی تکنیکوں کے ذریعہ اگائی جانے والی بھاری بوران ڈوپڈ فلموں میں سپر کنڈکٹیویٹی کا مشاہدہ کیا گیا، اور سب سے زیادہ اطلاع شدہ منتقلی کا درجہ حرارت (2009 تک) ہے۔ (کوولینٹ superconductor#Diamond بھی دیکھیں) غیر معمولی مقناطیسی خصوصیات (گھماؤ شیشے کی حالت) پوٹاشیم کے ساتھ جڑے ہوئے ہیرے کے نینو کرسٹل میں مشاہدہ کی گئیں۔ پیرامیگنیٹک میزبان مواد کے برعکس، انٹرکیلیٹڈ نینو ڈائمنڈ کی مقناطیسی حساسیت کی پیمائش نے مختلف فیرومیگنیٹک رویے کو ظاہر کیا۔ یہ بنیادی طور پر گریفائٹ یا سی 60 فلرین میں پوٹاشیم کے باہمی تعامل کے نتائج سے مختلف ہے، اور یہ ظاہر کرتا ہے کہ ایس پی 3 بانڈنگ کاربن میں مقناطیسی ترتیب کو فروغ دیتی ہے۔ پیمائشوں نے نینو کرسٹلائن ہیرے کے نظام میں انٹرکلیشن سے متاثر اسپن گلاس کی حالت کا پہلا تجرباتی ثبوت پیش کیا۔ تھرمل چالکتا زیادہ تر برقی موصلیتوں کے برعکس، مضبوط کوولینٹ بانڈنگ اور کم فونون بکھرنے کی وجہ سے ہیرا حرارت کا ایک اچھا موصل ہے۔ قدرتی ہیرے کی تھرمل چالکتا تقریبا 2200 ڈبلیو/(ایم۔ کے) ناپی گئی، جو کہ سب سے زیادہ تھرمل چالکتا دھات چاندی سے پانچ گنا زیادہ ہے۔ 99.9% آئسوٹوپ 12C سے افزودہ مونو کرسٹلین مصنوعی ہیرے میں کمرے کے درجہ حرارت پر کسی بھی معروف ٹھوس کی سب سے زیادہ تھرمل چالکتا تھی: 3320 W/(m·K)، حالانکہ کاربن نینو ٹیوبز اور گرافین دونوں میں اعلی تھرمل چالکتا کی اطلاعات موجود ہیں۔ چونکہ ہیرے میں اتنی زیادہ تھرمل چالکتا ہوتی ہے اس لیے یہ پہلے سے ہی سیمی کنڈکٹر کی تیاری میں استعمال ہوتا ہے تاکہ سلکان اور دیگر سیمی کنڈکٹنگ مواد کو زیادہ گرم ہونے سے روکا جا سکے۔ کم درجہ حرارت پر چالکتا اور بھی بہتر ہو جاتی ہے، اور 104 K (12C افزودہ ہیرا) پر 41000 W/(m·K) تک پہنچ جاتی ہے۔ ہیرے کی اعلی تھرمل چالکتا کا استعمال زیورات اور جواہرات کے ماہرین کرتے ہیں جو ہیروں کو ان کی نقل سے ممتاز کرنے کے لیے الیکٹرانک تھرمل تحقیقات کا استعمال کر سکتے ہیں۔ یہ تحقیقات بیٹری سے چلنے والے تھرمسٹروں کی ایک جوڑی پر مشتمل ہوتی ہیں جو تانبے کی باریک نوک میں نصب ہوتی ہیں۔ ایک تھرمسٹر ہیٹنگ ڈیوائس کے طور پر کام کرتا ہے جبکہ دوسرا تانبے کی نوک کے درجہ حرارت کی پیمائش کرتا ہے: اگر جس پتھر کی جانچ کی جا رہی ہے وہ ہیرا ہے، تو یہ نوک کی تھرمل توانائی کو اتنی تیزی سے چلائے گا کہ پیمائش کے قابل درجہ حرارت میں کمی پیدا ہو۔ اس ٹیسٹ میں تقریبا 2 سے 3 سیکنڈ لگتے ہیں۔ تاہم، پرانے تحقیقات کو موئسانائٹ کے ذریعے بے وقوف بنایا جائے گا، جو کہ سلکان کاربائڈ کی ایک کرسٹل معدنی شکل ہے جسے 1998 میں ہیروں کے متبادل کے طور پر متعارف کرایا گیا تھا، جس میں اسی طرح کی تھرمل چالکتا ہے۔ تکنیکی طور پر ہیرے کی اعلی تھرمل چالکتا کا استعمال اعلی درجے کے پاور الیکٹرانکس میں موثر گرمی کو ہٹانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ ہیرے خاص طور پر ایسے حالات میں پرکشش ہوتے ہیں جہاں گرمی سے ڈوبنے والے مواد کی برقی چالکتا کو برداشت نہیں کیا جا سکتا جیسے۔ ہائی پاور ریڈیو فریکوئنسی () مائکرو کوئلز کے تھرمل مینجمنٹ کے لیے جو مضبوط اور مقامی آر ایف فیلڈز تیار کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ تھرمل استحکام اگر ہوا میں گرم کیا جائے تو ہیرا کاربن کی ایک شکل ہونے کی وجہ سے آکسائڈائز ہو جاتا ہے اور اس کی سطح سیاہ ہو جاتی ہے، لیکن سطح کو دوبارہ پالش کرکے بحال کیا جا سکتا ہے۔ آکسیجن کی عدم موجودگی میں، مثال کے طور پر اعلی طہارت والی آرگن گیس کے بہاؤ میں ہیرے کو تقریبا گرم کیا جا سکتا ہے۔ ہائی پریشر (~) پر ہیرے کو گرم کیا جا سکتا ہے، اور 2009 میں شائع ہونے والی ایک رپورٹ سے پتہ چلتا ہے کہ ہیرا اس سے اوپر کے درجہ حرارت کو برداشت کر سکتا ہے۔ ہیرے کاربن کرسٹل ہوتے ہیں جو اعلی درجہ حرارت اور انتہائی دباؤ جیسے زمین کے اندر گہرائی میں بنتے ہیں۔ سطح ہوا کے دباؤ (ایک ماحول) پر، ہیرے گریفائٹ کی طرح مستحکم نہیں ہوتے ہیں، اور اس لیے ہیرے کا سڑنا تھرموڈینامک طور پر سازگار ہوتا ہے (δH =)۔ تاہم، ایک بہت بڑی حرکی توانائی کی رکاوٹ کی وجہ سے، ہیرے میٹاسٹیبل ہوتے ہیں ؛ وہ عام حالات میں گریفائٹ میں ختم نہیں ہوں گے۔ ڈائمنڈ نائٹروجن ویکینسی سینٹر سنتھٹک ڈائمنڈ ریفرنسز میں ڈائمنڈ کرسٹلگرافک نقائص کا کیمیائی بخارات جمع کرنا مزید پڑھیں پیگل تھیسن، ویرینا۔ (2001)۔ ڈائمنڈ گریڈنگ اے بی سی: دستی (9 ویں ایڈیشن۔ )، پی پی۔ 84-85۔ روبن اور بیٹا این۔ وی۔ اینٹورپ، بیلجیم۔ ویبسٹر، رابرٹ، اور جابنز، ای۔ ایلن (ایڈ۔)۔ (1998)۔ جیمولوجسٹ کا مجموعہ، صفحہ 21، 25، 31۔ سینٹ ایڈمنڈسبری پریس لمیٹڈ، بری سینٹ ایڈورڈز۔ بیرونی روابط ہیرے کی خصوصیات کی خصوصیات (ایس سکو، پی ایچ ڈی مقالہ، 2005، یونیورسٹی آف ایگزیٹر، یوکے) ہیرے کی مادی خصوصیات کاربن ڈائمنڈ سپر ہارڈ مواد کے ایلوٹروپس