Стеклообразование в аморфном SiO$_2$ как перколяционный фазовый переход в системе дефектов сети

Термодинамические параметры дефектов сети (предположительно дефектных молекул SiO) аморфного SiO$_2$ были найдены путем анализа вязкости расплава с помощью модели Доремуса. Экспериментальные данные вязкости наилучшим образом соответствуют расчетам с энтальпией и энтропией образования дефектов сети аморфного SiO$_2$: $H_d=220\,$кДж/мол и $S_d=16.13R$. Анализ концентрации дефектов сети с ростом температуры показал, что свыше температуры стеклования ($T_g$) дефекты кластеризуются, образуя динамические перколяционные кластеры. Этот результат согласуется с результатами молекулярного динамического моделирования, что позволяет рассматривать стеклование в аморфном SiO$_2$ как перколяционный фазовый переход. Ниже $T_g$ геометрия распределения дефектов сети эвклидова и имеет размерность $d=3$. Свыше температуры стеклования геометрия дефектов сети становится неэвклидовой с фрактальной размерностью $d_f=2.5$; $T_g$ может быть рассчитана из условия возникновения перколяции в системе дефектов, что приводит к простой аналитической формуле для температуры стеклования: $T_g=H_d/(S_d+1.735R)$. Вычисленная температура стеклования (1482 K) отлично согласуется с недавними измерениями $T_g$ для аморфного SiO$_2$ (1475 K).