色心（color center）

為什麼無瑕的鹽晶體無色，同樣的鹽卻能被染成深琥珀色或紫色？答案是點缺陷所耍的最漂亮把戲之一。色心是一種捕獲了電子（或電洞）的點缺陷，捕獲的電荷以某種方式吸收可見光，賦予晶體它本不該有的顏色。這個名字直接來自德文的「顏色」Farbe——這正是最著名的色心叫做 F 心的原因。

F 心的運作是這樣的。從一個陰離子空位開始——比方說 NaCl 中缺了一個 Cl- 離子。那個空位有效帶正電（少了一個負離子），所以它樂於捕獲一個路過的電子來恢復局部中性。現在你有一個電子坐在由周圍正離子構成的小盒子裡。就像任何微小盒子中的電子（量子局限），它只能有某些能階，而這些能階之間的間隔恰好與可見光光子的能量相符。被捕獲的電子吸收特定顏色的光、放行其餘的光，所以晶體便呈現互補色——對 NaCl 的 F 心而言，吸收藍綠光後留下黃到棕的色調。

色心是點缺陷向眼睛宣告自己存在的方式，而製造它們有兩種日常途徑：加成著色（把晶體加熱於它自己金屬的蒸氣中，例如鈉，這會逼出額外的陰離子空位來捕獲電子）或藉由輻照（X 光、伽瑪射線或高能粒子，它們把離子撞來撞去並釋出電子供捕獲）。它們解釋了煙晶、某些藍色與紫色螢石、輻照過的鑽石與黃玉的顏色，以及玻璃與礦物在輻射下的變暗——顏色並非來自任何有色雜質，而是來自被困在缺陷處的電子。現代類 F 心的缺陷（如鑽石中的氮-空位中心）甚至被用作量子感測器與量子位元。