Glass formation
ஒரு கண்ணாடி என்பது முற்றிலும் நீண்ட தூர கால அணு அமைப்பு இல்லாத ஒரு உருவமற்ற திண்மமாகும், இது கண்ணாடி மாற்றத்தின் ஒரு பகுதியை வெளிப்படுத்துகிறது. இந்த பரந்த வரையறை என்னவென்றால், எந்தவொரு பொருளும் அது கரிம, கனிம, உலோகம் போன்றவை. இயற்கையில் ஒரு கண்ணாடி கண்ணாடி உருமாற்ற நடத்தையை வெளிப்படுத்தினால் அது உருவாகலாம். இருப்பினும், 1900 க்கு முன்னர் சிலிக்கேட் அல்லாத கண்ணாடிகள் மிகக் குறைவாகவே அறியப்பட்டன, மேலும் உருவாக்கப்பட்ட கோட்பாடுகள் இதன் விளைவாக சிலிக்கேட் உருகுதல் (சிலிக்கான் மற்றும் ஆக்ஸிஜனைக் கொண்ட சேர்மங்கள்) பற்றிய தற்போதைய அவதானிப்புகளால் பெரிதும் பாதிக்கப்பட்டன. இந்தக் கோட்பாடுகள் கண்ணாடி உருவாக்கத்தின் கட்டமைப்புக் கோட்பாடுகளின் தலைப்பின் கீழ் தொகுக்கப்பட்டுள்ளன. பிந்தைய ஆண்டுகளில் பல சிலிக்கேட் அல்லாத கண்ணாடிகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன, மேலும் சரியான சோதனை நிலைமைகள் மற்றும் கவனம் கொடுக்கப்பட்ட எந்தவொரு பொருளும் ஒரு கண்ணாடியை உருவாக்கும் திறன் கொண்டது என்பது இன்று அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது, எந்த பொருட்கள் ஒரு கண்ணாடியை உருவாக்கும் என்பதிலிருந்து எந்த நிலைமைகளின் கீழ் ஒரு குறிப்பிட்ட பொருள் ஒரு கண்ணாடியை உருவாக்கும். மிக சமீபத்திய கோட்பாடுகள் கண்ணாடி உருவாவதற்குப் பின்னால் உள்ள இயக்கவியலில் கவனம் செலுத்துகின்றன, மேலும் கண்ணாடி உருவாவதற்கான இந்த இயக்கக் கோட்பாடுகள் பெரும்பாலும் முந்தைய கட்டமைப்புக் கோட்பாடுகளை மாற்றியமைத்துள்ளன. கண்ணாடி உருவாக்கத்தின் கட்டமைப்புக் கோட்பாடுகள் கண்ணாடி உருவாக்கத்தின் முதல் கட்டமைப்புக் கோட்பாடுகளில் ஒன்று கோல்ட்ஸ்மிட் என்பவரால் உருவாக்கப்பட்டது, அவர் RnOm என்ற பொதுவான சூத்திரத்தின் கண்ணாடிகள் அயனி ஆரங்களின் விகிதம் 0 முதல் 0 வரம்பில் இருக்கும்போது கண்ணாடிகளை உருவாக்கும் என்று கூறினார். இந்த நிலை உண்மையாக இருக்கும்போது நேர்மின் அயனி 4 ஆக்ஸிஜன் அணுக்களுடன் பிணைக்கப்பட்டு ஒரு நாற்கர ஒருங்கிணைப்பைக் கொண்டிருக்கும். எனவே கோல்ட்ஸ்மிட் இதிலிருந்து டெட்ராஹெட்ரல் ஒருங்கிணைப்புடன் கூடிய நேர்மின் அயனிகள் மட்டுமே குளிர்ச்சியடையும் போது கண்ணாடிகளை உருவாக்கும் என்று முடிவு செய்தார். இந்த முடிவு அனுபவபூர்வமானது மற்றும் கோல்ட்ஸ்மிட் இந்த அவதானிப்பை விளக்க எந்த முயற்சியும் எடுக்கப்படவில்லை. சில ஒருங்கிணைப்பு எண்கள் கண்ணாடி உருவாக்கத்திற்கு ஏன் சாதகமாக இருக்கும் என்பதை விளக்க முயற்சித்த ஜச்சாரியாசென் கோல்ட்ஸ்மிட்டின் கருத்துக்களை விரிவுபடுத்தினார். உருகி குளிர்ந்த பிறகு மறு படிகமாக்கப்படுவதை விட கண்ணாடிகளை உருவாக்கும் சிலிக்கேட்டுகள் டெட்ராஹெட்ராவைக் கொண்ட நெட்வொர்க் கட்டமைப்புகளை உருவாக்கின, அவை நான்கு மூலைகளிலும் இடைப்பட்ட சமச்சீர் அல்லாத முறையில் இணைந்தன (குறிப்பிட்ட மற்றும் சமச்சீர் படிகங்களைப் போலல்லாமல்). இந்த நெட்வொர்க்குகள் கண்ணாடியின் சராசரி நடத்தை ஒரே மாதிரியாக இருக்கும் வகையில் மூன்று பரிமாணங்களிலும் விரிவடைகின்றன-கண்ணாடியின் பண்புகள் ஐசோட்ரோபிக் ஆகும். இதை தனது அடிப்படையாகப் பயன்படுத்தி, ஒரு கண்ணாடியை உருவாக்கும் திறன் இந்த நெட்வொர்க்குகளை உருவாக்கும் திறனைப் பொறுத்தது என்று சச்சாரியாசென் முடிவு செய்தார். அத்தகைய வலையமைப்பை உருவாக்குவதற்கான தேவையான நிபந்தனைகளை அவர் விளக்கினார், அதை அவர் பின்வருமாறு வரையறுத்தார்ஃ ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணுவை இரண்டுக்கும் மேற்பட்ட நேர்மின் அயனிகளுடன் இணைக்க முடியாது, இல்லையெனில் ஒரு காலமற்ற வலையமைப்பை உருவாக்கத் தேவையான பிணைப்பு கோணங்களில் உள்ள மாறுபாட்டை அடைய முடியாது. ஆக்ஸிஜன் அணுக்களின் எண்ணிக்கை 3 அல்லது 4 ஆக இருக்க வேண்டும், இது அந்த நேரத்தில் அறியப்பட்ட கண்ணாடிகள் மட்டுமே முக்கோண அல்லது நாற்கர ஒருங்கிணைந்த நேர்மின் அயனிகளிலிருந்து உருவாக்கப்பட்டன என்ற உண்மையின் அடிப்படையில் அனுபவ ரீதியாக தீர்மானிக்கப்பட்ட நிலை. முப்பரிமாண அமைப்பை உருவாக்க ஒரு பாலிஹெட்ரானின் குறைந்தது 3 மூலைகளையாவது பகிர்ந்து கொள்ள வேண்டும், மேலும் பாலிஹெட்ரா மூலைகளில் மட்டுமே இணைக்கப்படலாம் (அவை விளிம்புகள் அல்லது முகங்களைப் பகிர்ந்து கொள்ளாது). கண்ணாடி உருவாக்கம் ஏற்படுவதற்கு பொருத்தமான நிலைமைகளின் கீழ் உருகுவதை குளிர்விக்க வேண்டும் என்றும் அவர் கூறினார், கண்ணாடி உருவாக்கம் பற்றிய பிற்கால இயக்கக் கோட்பாடுகளை எதிர்பார்த்தார். சீரற்ற நெட்வொர்க் கோட்பாடு என்று அழைக்கப்படும் கண்ணாடி உருவாக்கம் மாதிரிகளின் ஒரு வகைக்கு அடிப்படையாக சக்காரியாசனின் பிற அறிக்கைகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. இருப்பினும், சக்காரியாசென் தனது அசல் படைப்பில் சீரற்ற நெட்வொர்க் என்ற வார்த்தையைப் பயன்படுத்தவில்லை, அதற்கு பதிலாக "விட்ரியஸ் நெட்வொர்க்கை" பயன்படுத்த விரும்புகிறார், ஏனெனில் கட்டமைப்பு உண்மையில் சீரற்றதல்ல மற்றும் அணுக்களுக்கு இடையிலான குறைந்தபட்ச தூரங்களால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. இதன் விளைவாக அனைத்து அணு-இடையேயான தூரங்களும் சமமாக இருக்காது மற்றும் கண்ணாடிகளுக்கான காணப்பட்ட எக்ஸ்ரே வடிவங்கள் ஒரு விட்ரியஸ் நெட்வொர்க்கின் விளைவாகும். கண்ணாடி உருவாக்கத்தின் பிற கட்டமைப்புக் கோட்பாடுகள் நேர்மின் அயனிகளுக்கும் எதிர்மின் அயனிகளுக்கும் இடையிலான பிணைப்புகளின் தன்மையை மையமாகக் கொண்டிருந்தன. எடுத்துக்காட்டாக, உருகும்போது முற்றிலும் அயனி மற்றும் முற்றிலும் சகப்பிணைப்புக்கு இடையில் இருக்கும் இயற்கையில் இடைநிலை பிணைப்புகள் மட்டுமே கண்ணாடி உருவாவதற்கு அனுமதிக்கும் என்று ஸ்மேகல் பரிந்துரைத்தார். அயனி பிணைப்புகள் ஒரு நெட்வொர்க்கை உருவாக்கத் தேவையான திசையைக் கொண்டிருக்கவில்லை என்பதையும், சகப்பிணைப்புகள் ஒரு காலமற்ற நெட்வொர்க்கை உருவாக்கத் தேவையான மாறுபாட்டைத் தடுக்க கடுமையான பிணைப்பு கோணங்களை அமல்படுத்தும் என்பதையும் அடிப்படையாகக் கொண்டு அவர் இதை பரிந்துரைத்தார். ஸ்டான்வொர்த் இந்த கலப்பு பிணைப்பு கருத்தை சிறப்பாக அளவிட முயன்றார் மற்றும் நேர்மின் அயனியின் அடிப்படையில் ஆக்சைடுகளை மூன்று குழுக்களாகப் பிரித்தார். குழுக்கள் பின்வருமாறு இருந்தனஃ நெட்வொர்க் ஃபார்மர்கள்ஃ 50 சதவீதம் அயனி தன்மை கொண்ட ஆக்ஸிஜனுடன் பிணைப்புகளை உருவாக்கும் நேர்மின் அயனிகள் நல்ல கண்ணாடிகளின் இடைநிலைகளை உருவாக்குகின்றனஃ கண்ணாடிகளை உருவாக்க முடியாவிட்டாலும் ஆக்ஸிஜனுடன் சற்று அதிக அயனி பிணைப்புகளை உருவாக்குகின்றன, அவை நெட்வொர்க்கின் முந்தைய வகுப்பின் நேர்மின் அயனிகளை ஓரளவு மாற்றலாம். மாற்றிகள்ஃ ஆக்ஸிஜனுடன் அதிக அயனி பிணைப்புகளை உருவாக்கும் மிகக் குறைந்த எலக்ட்ரோநெக்டிவிட்டிகளைக் கொண்ட நேர்மின் அயனிகள், இவை ஒருபோதும் நெட்வொர்க் ஃபார்மர்களாக செயல்படாது மற்றும் நெட்வொர்க் ஃபார்மர்களால் உருவாக்கப்பட்ட கட்டமைப்புகளை மட்டுமே மாற்ற முடியும். கண்ணாடிகளின் உருவாக்கத்தில் பிணைப்பு வலிமையும் ஒரு முக்கிய காரணியாக பரிந்துரைக்கப்பட்டது. கண்ணாடிகளின் உருவாக்கத்திற்கு வலுவான பிணைப்புகள் முக்கியம் என்று சன் வாதிட்டார், ஏனெனில் அவை குளிர்ச்சியின் போது பொருளை ஒரு படிக கட்டமைப்பாக மறுசீரமைப்பதைத் தடுக்கின்றன, எனவே கண்ணாடி உருவாக்கத்தை எளிதாக்குகின்றன. அவர் குறிப்பிட்ட பிணைப்பு வலிமையை வாயு கட்டத்தில் ஒரு ஆக்சைடு கட்டமைப்பைப் பிரிக்கத் தேவையான ஆற்றலை பிணைப்புகளின் எண்ணிக்கையால் வகுப்பதன் மூலம் வழங்க முடியும். இந்த மாதிரி முந்தைய அவதானிப்புகளுடன் இணக்கமான முடிவுகளை அளித்தாலும், அது கண்ணாடி உருவாக்கம் குறித்த புதிய நுண்ணறிவுகளை வழங்கவில்லை. தனது மாதிரியில் வெப்பநிலையின் முக்கியத்துவத்தை சூரியன் புறக்கணித்ததாக ராவ்சன் வாதிட்டார், அதிக உருகுதல் புள்ளிகள் பிணைப்பு சீர்குலைவுக்கு அதிக ஆற்றலை வழங்குகின்றன, அதே நேரத்தில் குறைந்த வெப்பநிலை குறைந்த ஆற்றலை வழங்குகிறது. குறைந்த உருகுதல் வெப்பநிலை மற்றும் அதிக பிணைப்பு வலிமை கொண்ட ஒரு பொருள், ஒத்த பிணைப்பு வலிமை கொண்ட ஆனால் மிக அதிக உருகுநிலை கொண்ட ஒரு கண்ணாடியை விட சிறந்த கண்ணாடியாக இருக்கும் என்று அவர் வாதிட்டார். ஒற்றை நேர்மின் அயனி ஆக்சைடுகளுக்கு இந்த மாதிரியைப் பயன்படுத்துவது சூரிய மாதிரியின் பயன்பாட்டின் முடிவுகளை மேம்படுத்துவதில் சிறிதும் உதவாது என்றாலும், இது போரிக் ஆக்சைடின் சிறந்த கண்ணாடி உருவாக்கும் பண்பையும், பைனரி மற்றும் முப்பரிமாண அமைப்புகளுக்கு விரிவாக்கத்தையும் கணிக்கிறது. இந்த அவதானிப்பு பெரும்பாலும் செய்யப்படுகிறது மற்றும் "திரவ வெப்பநிலை விளைவு" என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு ஒரு யூடெக்டிக் அருகே ஒரு பகுதியில் CaO-Al2O3 பைனரியின் கண்ணாடி உருவாக்கம் ஆகும். கண்ணாடி உருவாக்கத்தின் இயக்கக் கோட்பாடுகள் கண்ணாடி உருவாக்கத்தின் கட்டமைப்புக் கோட்பாடுகள் கண்ணாடி உருவாக்கத்தின் ஒப்பீட்டளவில் எளிமையை மட்டுமே கருத்தில் கொள்கின்றன. மிதமான குளிரூட்டும் விகிதத்தில் கண்ணாடிகளை உருவாக்கும் பொருட்கள் நல்ல கண்ணாடி ஃபார்மர்கள் என்றும், விரைவான குளிரூட்டும் விகிதம் தேவைப்படும் பொருட்கள் மோசமான கண்ணாடி ஃபார்மர்கள் என்றும், தீவிர குளிரூட்டும் விகிதங்கள் தேவைப்படும் பொருட்கள் கண்ணாடி அல்லாத ஃபார்மர்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. சரியான சோதனை நிலைமைகளைக் கருத்தில் கொண்டு கிட்டத்தட்ட எந்தப் பொருளும் ஒரு கண்ணாடியை உருவாக்கும் திறன் கொண்டது என்று இப்போது அங்கீகரிக்கப்பட்டிருப்பதால், கண்ணாடி உருவாக்கத்தின் இயக்கக் கோட்பாடுகளின் கவனம், ஒரு அமைப்பு ஒரு கண்ணாடியை உருவாக்குவதா இல்லையா என்பதைக் காட்டிலும், ஒரு கண்ணாடியை உருவாக்க ஒரு அமைப்பை எவ்வளவு வேகமாக குளிர்விக்க வேண்டும் என்பதையும், கண்டறியக்கூடிய படிகமயமாக்கலைத் தவிர்க்க வேண்டும் என்பதையும் அடையாளம் காண்பதாகும். குறிப்புகள் கண்ணாடி