ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ಘನಸ್ಥಿತಿ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನ
ಘನವಸ್ತುಗಳ ಭೌತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಭ್ಯಸಿಸುವ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನ ವಿಭಾಗ (ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಫಿಸಿಕ್ಸ್). ಘನವಸ್ತು ಎಂದೊಡನೆಯೇ ಅದರ ಗಟ್ಟಿತನ, ಖಚಿತವಾದ ರೂಪ ಮುಂತಾದ, ದ್ರವ ಹಾಗೂ ಅನಿಲಗಳಿಂದ ಬೇರೆಯಾದ, ಹಲವಾರು ಲಕ್ಷಣಗಳು ನಮ್ಮ ಕಲ್ಪನೆಯಲ್ಲಿ ಮೂಡಿಬರುತ್ತವೆ.  ಆದರೆ ಇವು ಯಾವುವೂ ಘನಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸಂಪುರ್ಣವಾಗಿ ಹಾಗೂ ನಿಖರವಾಗಿ ಲಕ್ಷಣಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಎನ್ನಬಹುದು. ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಆರೋಪಿಸಿದ ಬಲಗಳನ್ನು ತೆಗೆದು ಹಾಕಿದಾಗ ಅದು ಮೊದಲಿನ ರೂಪಕ್ಕೇ ಹಿಂತಿರುಗುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರೆ ಅಂಥ ವಸ್ತುವನ್ನು ಘನವಸ್ತುವೆಂದು ಹೇಳುವುದುಂಟು. ಆದರೆ ಈ ನಿರೂಪಣೆ ಕೂಡ ಹಲವು ಸನ್ನಿವೇಶಗಳಲ್ಲಿ ತೃಪ್ತಿಕರವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಆರೋಪಿತ ಬಲಗಳ ಪ್ರಭಾವದಲ್ಲಿ ನಿಧಾನವಾದ ಆದರೆ ಖಾಯಂ ಆದ ರೂಪಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಹೊಂದುವ ಮೇಣದಂಥ ಘನವಸ್ತುಗಳಿಗೂ ಸಾಕಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಬಲಗಳನ್ನು ಹೇರಿದಾಗ ಹರಿಯದ ಥಿಕ್ಸೋಟ್ರಾಪಿಕ್ (ಸ್ಪರ್ಶಿಸಿದಾಗ ಬದಲಾಗುವ ಎಂದರ್ಥ) ದ್ರವಗಳಿಗೂ ಈ ಲಕ್ಷಣ ನಿರೂಪಣೆ ಅನ್ವಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ ನಮ್ಮ ಸಾಮಾನ್ಯ ಪರಿಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ ನಿಲುಕುವ ಆದರ್ಶ ಘನಸ್ಥಿತಿ ಹಾಗೂ ದ್ರವಸ್ಥಿತಿಗಳ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳ ನಡುವೆ ತೀರ ಖಚಿತವಾದ ಒಂದು ಎಲ್ಲೆಯಿಲ್ಲ ಎಂದು ಹೇಳಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ ದ್ರವ ಮತ್ತು ಘನಸ್ಥಿತಿಗಳೆರಡರ ಕೆಲವು ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನೂ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಹಲವಾರು ಮಧ್ಯಂತರ ಪ್ರಾವಸ್ಥೆಗಳು (ನೋಡಿ- ದ್ರವಸ್ಫಟಿಕಗಳು) ಕೂಡ ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ. ಘನಸ್ಥಿತಿಯ ಅಪಾರ ಗುಣವೈವಿಧ್ಯದಿಂದಾಗಿ ಘನಸ್ಥಿತಿ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನವು ರಸಾಯನ, ಲೋಹ, ವಿದ್ಯುತ್, ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮುಂತಾದ ವಿಜ್ಞಾನವಿಭಾಗಗಳೊಂದಿಗೆ ಚಾಚಿಕೊಂಡು ಬೆರೆತಿರುವ ಬಹಳ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ವಿಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ.

ವಿವಿಧ ಸ್ತರಗಳಲ್ಲಿ ಘನಸ್ಥಿತಿ ವಿಜ್ಞಾನದ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಹೇಗಾಯಿತು ಎಂಬುದರ ಸ್ಥೂಲ ಪರಿಚಯವನ್ನು ಈ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿದೆ.

ಬೆಳೆವಣಿಗೆಯ ಚರಿತ್ರೆ : ಘನಸ್ಥಿತಿಯ ಸ್ಥೂಲ ಬಾಹ್ಯಗುಣಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಚರಿತ್ರೆ 16ನೆಯ ಶತಮಾನಕ್ಕೂ ಹಿಂದಿನದೆನ್ನಬಹುದು. ಬಹು ಹಿಂದಿನ ಕಾಲದಿಂದಲೂ ಮನುಷ್ಯನಿಗೆ ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ದೊರೆಯುವ ಹರಳುಗಳು, ಖನಿಜಗಳು ಮುಂತಾದ ಘನವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಅಪಾರವಾದ ಆಸಕ್ತಿಯಿತ್ತು. ಈ ಹರಳುಗಳ ಅಥವಾ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಆಕರ್ಷಕ ಬಣ್ಣಗಳು, ಬಹು ಚೆನ್ನಾಗಿ ರೂಪಗೊಂಡ ಅವುಗಳ ಸ್ಫಟಿಕ ಮುಖಗಳು ಮತ್ತು ಅವು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಹಲವಾರು ಕುತೂಹಲಕಾರಿ ದ್ಯುತಿ ಹಾಗೂ ಯಾಂತ್ರಿಕ (ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್) ಗುಣವಿಶೇಷಗಳು ಈ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದವು. ಅಂದಿನ ದಿವಸಗಳಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದ್ದ ಉಪಕರಣ ಮತ್ತು ತಾಂತ್ರಿಕ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಹಲವಾರು ಗುಣಗಳನ್ನು ಅರಿತರು. ಇದರಿಂದಾಗಿ ಈ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಹಲವು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಅಸಮದಿಶತ್ವವನ್ನು (ಎನೈಸೊಟ್ರಪಿ) ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬ ಅಂಶ ವೇದ್ಯವಾಯಿತು. (ಯಾವುದೇ ವಸ್ತುವಿನ ಗುಣಗಳು ಅದರ ಎಲ್ಲ ದಿಶೆಗಳಲ್ಲೂ ಒಂದೇ ಆಗಿರದಿದ್ದರೆ, ಆ ಗುಣಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ವಸ್ತುವಿಗೆ ಅಸಮದಿಶಾವಸ್ತು ಎಂದು ಹೆಸರು). 19ನೆಯ ಶತಮಾನದ ಮಧ್ಯಭಾಗದ ವೇಳೆಗೆ ಸಮಾಂಗತೆಯ ಗುಣಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು (ಕ್ರಿಸ್ಟಲೈನ್ ಸಬ್ಸ್ಟನ್ಸಸ್) 32 ವರ್ಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿತ್ತು. ಈ ವರ್ಗಗಳಲ್ಲಿ, ಸಂಪುರ್ಣ ಅಸಮದಿಶತ್ವವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಿಂದ ತೊಡಗಿ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಮಾಂಗತೆಯನ್ನು ತೋರ್ಪಡಿಸುವ ಘನ (ಕ್ಯೂಬಿಕ್) ಸ್ಫಟಿಕಗಳವರೆಗೂ ಇವೆ.

ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ಘನವಸ್ತುಗಳ ಗಮನಾರ್ಹ ಅನುಕ್ರಮತೆ ಮತ್ತು ಸಮಾಂಗತೆಗಳು ಆ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಪರಮಾಣುಗಳ ಅಥವಾ ಅಣುಗಳ ಕ್ರಮಾನುಗತವಾದ ಜೋಡಣೆಯಿಂದ ಜನಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು 19ನೆಯ ಶತಮಾನದ ಆದಿಭಾಗದ ವೇಳೆಗೆ ಊಹಿಸಲಾಗಿತ್ತು. ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಅಣುಗಳು ಮೂರು ಆಯಾಮಗಳಲ್ಲಿನ (3-ಡೈಮೆನ್ಷನ್ಸ್) ಕ್ರಮವುಳ್ಳ ಜಾಲಕದಲ್ಲಿ (ಲ್ಯಾಟಿಸ್) ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ ಎಂಬ ಬಹು ಮುಖ್ಯವಾದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಇದೇ ಸುಮಾರಿಗೆ  ಎ. ಬ್ರವಾಯಿಸ್ ಎಂಬಾತ ಮುಂದಿಟ್ಟ. ಈ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ಪ್ರಕಾರ ಆದರ್ಶ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಒಂದು ಮೂಲರಚನಾ ಘಟಕದ ಆಕಾಶದಲ್ಲಿನ ಪುನರಾವೃತ್ತಿಯಿಂದ ರಚಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಅಂದರೆ ಎಲ್ಲ ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ವಸ್ತುಗಳಿಗೂ ಮೂರು ಸ್ವತಂತ್ರ ದಿಶೆಗಳಲ್ಲಿ ಸರಳಚಲನೆಯ (ಟ್ರಾನ್ಸ್ಲೇಷನ್) ಸಮಾಂಗತೆ (ಸಿಮೆಟ್ರಿ) ಇರುತ್ತದೆ ಎಂದಾಗುತ್ತದೆ. ತಾಮ್ರ, ಬೆಳ್ಳಿ, ಚಿನ್ನ, ಕ್ಷಾರ ಲೋಹಗಳು ಮುಂತಾದ ಸರಳ ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಮೂಲರಚನಾ ಘಟಕ ಒಂದೇ ಒಂದು ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ಘನವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಮೂಲರಚನಾ ಘಟಕದಲ್ಲಿ ನೂರಾರು ಪರಮಾಣುಗಳಿರಬಹುದು (ಪ್ರೋಟೀನುಗಳ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಮೂಲ ರಚನಾಘಟಕಗಳಲ್ಲಿನ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ 105ರಷ್ಟಿರುತ್ತ್ತದೆ.) 32 ಸ್ಫಟಿಕ ವರ್ಗಗಳ ಇರುವಿಕೆಯನ್ನೂ ಸ್ಫಟಿಕಜಾಲಕಗಳ ಊಹೆಯೊಂದರಿಂದಲೇ (ಹೈಪಾಥಿಸಿಸ್) ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದೆಂದು ಬ್ರವಾಯಿಸ್ ಗಣಿತೀಯವಾಗಿ ಸಾಧಿಸಿ ತೋರಿಸಿದ್ದಾನೆ. 20ನೆಯ ಶತಮಾನದ ಆದಿಯ ವೇಳೆ ಡಬ್ಲ್ಯು.ಬಾರ್ಲೊ, ಈ.ಎಸ್. ಫೆಡೆರಾಫ್ ಮತ್ತು ಎ. ಶೋಯೆನ್ಫ್ಲೈಸ್ ಎಂಬುವರ ಸಂಶೋಧನೆಗಳಿಂದ 230 ಆಕಾಶಗುಂಪುಗಳಿಗೆ (ಸ್ಪೇಸ್ ಗ್ರೂಪ್ಸ್) ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ 230 ರೀತಿಯ ಜಾಲಕಸಮಾಂಗತೆಗಳಿರುತ್ತವೆಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿತ್ತು. ಆದರೆ ಈ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಪರಿಗಣನೆಗಳನ್ನು ಬಿಟ್ಟರೆ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಯಾವ ಪ್ರಯತ್ನವನ್ನೂ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ.

ಬಹುಶಃ ಘನಸ್ಥಿತಿಶಾಸ್ತ್ರದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಲ್ಲಿನ ಅತಿಮುಖ್ಯ ಘಟನೆಯೆಂದರೆ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ಫಾನ್ ಲಾವೆ ಎಂಬಾತ ಎಕ್ಸ್ಕಿರಣಗಳು ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಮೂಲಕ ಹಾಯುವಾಗ ಅಲೆಗಳಂತೆ ನಮನ (ಡಿಫ್ರ್ಯಾಕ್ಷನ್) ಹೊಂದುತ್ತವೆ ಎಂದು 1912ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿದ್ದು. ತತ್ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣಗಳು ಅಲೆಗಳೆಂದು ಸಾಧಿತವಾದದ್ದೇ ಅಲ್ಲದೆ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಲ್ಲಿನ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅನುಕ್ರಮವಾದ ಸರಣಿಗಳಲ್ಲಿ ಜೋಡಣೆಯಾಗಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸಾಧಿತವಾಯಿತು ಕೂಡ. ಇದು ಎಕ್ಸ್ಕಿರಣಶಾಸ್ತ್ರದ ಹಾಗೂ ಸ್ಫಟಿಕರಚನಾ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯ ವಿಧಾನಗಳ ವಿಶೇಷ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ನೆರವಾಯಿತೆನ್ನಬಹುದು. 1913ರಲ್ಲಿ ಡಬ್ಲ್ಯು.ಎಲ್.ಬ್ರ್ಯಿಗ್ ಎಂಬಾತ ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣ ನಮನ ವಿಧಾನದಿಂದ ಏಅಟ, ಓಚಿಅಟ, ಏಃಡಿ ಮತ್ತು ಏI ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದ. ಚಾರಿತ್ರಿಕವಾಗಿ ಇದೇ ಮೊಟ್ಟಮೊದಲ ಸ್ಫಟಿಕರಚನಾ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಳು. ಮುಂದೆ ಕೆಲವೇ ಖನಿಜಗಳ ಸ್ಫಟಿಕರಚನೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಯಿತು. ಆಗಾರ್ಯ್ನಿಕ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಅರಿಯುವತ್ತ 1930ರ ತರುವಾಯ ಹೆಜ್ಜೆ ಇಡಲಾಯಿತು. ಎಕ್ಸ್ ಕಿರಣ ನಮನವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬರಿಯ ಸ್ಫಟಿಕರಚನೆಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಲ್ಲದೆ ಜಾಲಕದ ರಚನೆಯಲ್ಲಿನ ದೋಷಗಳು ಅಥವಾ ಅಪರಿಪುರ್ಣತೆಗಳನ್ನು  ತಿಳಿಯಲು ಕೂಡ ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ದಿವಸಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಫಟಿಕರಚನಾ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ಅಪರಿಪುರ್ಣತೆಗಳ ನಿರ್ಧರಣೆಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ನಮನ ವಿಧಾನಗಳನ್ನೂ ಅನುಸರಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ.

19ನೆಯ ಶತಮಾನದ ಅಂತ್ಯದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಶೋಧವಾಯಿತಷ್ಟೆ. ಆಗ ದ್ರವ್ಯದ (ಮ್ಯಾಟರ್) ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಪಾತ್ರವೇನೆಂದು ತಿಳಿಯುವತ್ತ ಆಸಕ್ತಿ ಸಹಜವಾಗಿ ಬೆಳೆಯತೊಡಗಿತು. ಇದೇ ವೇಳೆಯಲ್ಲಿ ಘನವಸ್ತುಗಳ ವಿವರಣಾತ್ಮಕ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದವರಲ್ಲಿ ಪಿ.ಕೆ.ಎಲ್. ಡ್ರೂಡ್ ಮತ್ತು ಎಚ್.ಎ. ಲೊರೆಂಟ್ಸ್ ಎಂಬುವರು ಪ್ರಮುಖರಾದವರು. ಇವರ ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ ಲೋಹಗಳಲ್ಲಿನ ವೇಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ಆರೋಪಿತ ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಪ್ರಭಾವದಲ್ಲಿ ಮುಕ್ತವಾಗಿ ಚಲಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿರುವ ಅನಿಲದಂತೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮುಂದೆ. ಇ. ಮ್ಯಾಡೆಲಂಗ್ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಬಾರ್ನ್ ಎಂಬುವರು ಅಯಾನಿಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಬೆಳೆಸಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಅಯಾನಿಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಸಿದ್ಧಾಂತ, ಈ ವಸ್ತುಗಳ ಗುಣವಿವರಣೆಯಲ್ಲಿ ಸಾಕಷ್ಟು ಯಶಸ್ವಿಯಾದರೂ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಮಾತ್ರ ಸತತವಾಗಿ ತೊಂದರೆಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸಬೇಕಾಯಿತು. 1930ರ ಬಳಿಕ ಬೆಳೆದು ಬಂದ ಅಲೆಬಲವಿಜ್ಞಾನ (ವೇವ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್) ಹಾಗೂ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯಾಕಲನಶಾಸ್ತ್ರದ ಅಳವಡಿಕೆಯಿಂದ ಈ ತೊಂದರೆಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಸ್ಫಟಿಕಜಾಲಕದಲ್ಲಿ ಅತ್ತಿಂದಿತ್ತ ಸುಳಿದಾಡುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು ಸಂಪುರ್ಣವಾಗಿ ಮುಕ್ತವಲ್ಲ, ಜಾಲಕದಲ್ಲಿನ ಸಮಾಂಗತೆಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸಿ ಬದಲಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬ ಪರಿಗಣನೆಗಳಿಂದ ಘನವಸ್ತುಗಳ ಪಟ್ಟೆ ಸಿದ್ಧಾಂತದ (ಬ್ಯಾಂಡ್ ಥಿಯರಿ) ಜನನವಾಯಿತು. ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಸ್ಫಟಿಕವರ್ಗಗಳಿಗೆ ಸೇರಿದ ಘನವಸ್ತುಗಳ ನಡುವಣ ಗಮನಾರ್ಹ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಅರ್ಥ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷ ಸಹಾಯವಾಗಿದೆ. ಸರಳವಾದ ಘನವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಅಲೆ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು (ವೇವ್ ಫಂಕ್ಷನ್) ಗಣಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಈ.ಪಿ.ವೈನರ್ ಮತ್ತು ಎಫ್.ಸೀಟ್ಸ್ ಎಂಬುವರು 1932ರಲ್ಲಿ ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಮುಂದಿನ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಜೆ. ಸಿ. ಸ್ಲೇಟರ್, ಎನ್. ಎಫ್. ಮಾಟ್, ಸಿ. ಹೆರಿಂಗ್, ಜೆ. ಎಚ್. ವಾನ್ ವ್ಲೆಕ್ ಮೊದಲಾದವರು ಹೆಚ್ಚಿನ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಸಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಅಲ್ಲಿಂದೀಚೆಗೆ ಈ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಹತ್ತಾರು ರೀತಿಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಜಾಲಕಗಳನ್ನು ಆದರ್ಶತೆಯಿಂದ ವಿಚಲಿಸುವ ಅಪರಿಪುರ್ಣತೆಗಳ ಕಡೆಗೆ ಲಕ್ಷ್ಯವನ್ನು ಹರಿಸಲು ನೆರವಾದದ್ದು ಆದರ್ಶ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಗುಣಗಳ ವಿವರಣೆಯ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು. ಜಾಲಕದ ಆದರ್ಶ ಜೋಡಣೆಯಲ್ಲಿ ದೋಷಗಳು ಘನವಸ್ತುವಿನ ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಮಾರ್ಪಡಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅಧ್ಯಯನಮಾಡುವ ಒಂದು ಹೊಸ ಶಾಸ್ತ್ರಭಾಗವೇ ಇದರಿಂದಾಗಿ ಜನಿಸಿತು. 1940ರವರೆಗೂ ಶೈಶವಾವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿದ್ದ ಈ ಶಾಸ್ತ್ರಭಾಗ ಮುಂದಕ್ಕೆ ಬಹುಬೇಗ ಬೆಳೆದು 1950ರ ವೇಳೆಗೆ ಒಂದು ಪ್ರೌಢ ಶಾಸ್ತ್ರವೇ ಆಯಿತೆನ್ನಬಹುದು. ಆದರ್ಶಜಾಲಕದ ಭೌತಗುಣಗಳನ್ನು ದೋಷಗಳು ಗಮನಾರ್ಹ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತವೆ. ಇದರಿಂದ ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಅರೆವಾಹಕಗಳ (ಇಂಪ್ಯುರಿಟಿ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ಸ್) ಕ್ರಿಯೆ, ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ವಿರೂಪನ (ಡಿಫಾರ್ಮೇಷನ್), ತನ್ಯತೆ (ಡಕ್ಟಿಲಿಟಿ), ಅಯಾನಿಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾಹಕತ್ವ ಮುಂತಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ.
ಘನಸ್ಥಿತಿಯ ವಿದ್ಯಮಾನದ ಅರ್ಥವಿಸುವಿಕೆಯಲ್ಲಿನ ಹೊಸ ಹೆಜ್ಜೆಯೆಂದರೆ ಘನ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಭೌತಲಕ್ಷಣ ಹಾಗೂ ಗುಣಗಳ ಅಧ್ಯಯನ. ಉತ್ಪ್ರೇರಣೆ (ಕ್ಯಟಾಲಿಸಿಸ್), ಅಧಿಶೋಷಣೆ (ಅಬ್ಸಾರ್ಪ್ಷನ್) ಇಂಥ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯದ ಬಗ್ಗೆ ನಮಗೆ ಸಾಕಷ್ಟು ತಿಳಿದಿದೆ. ಘನವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ಉಷ್ಣ ಹಾಗೂ ದ್ಯುತಿವಿಸರ್ಜನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಗುಣಗಳು ವಿಸರ್ಜನೆಯನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ. ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಹತ್ತಿರುವಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳಿಗೆ ಉಳಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಗಿಂತ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಶಕ್ತಿಮಟ್ಟಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಮೇಲೈ ಶಕ್ತಿಮಟ್ಟಗಳಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು ಲೋಹಗಳ ಹಾಗೂ ಅವಾಹಕಗಳ ಸಂಪರ್ಕ ಗುಣಗಳನ್ನು ಬಹುಮಟ್ಟಿಗೆ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ. ಇಂದು ಮೇಲ್ಮೈ ಭೌತ ವಿಜ್ಞಾನ(ಸರ್ಫೇಸ್ ಫಿಸಿಕ್ಸ್) ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳೆರಡರಲ್ಲೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮುನ್ನಡೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದೆ.

ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ