非线性光学器件

实验和理论研究表明，C60和C70等富勒烯都是良好的非线性光学材料，C60/C70混合物（
C70约占10%）的非线性光学系数约为1.1×10-9esu，C76甚至还具有光偏振性.富勒烯分
子中不存在对非线性光学性能有干扰作用的碳—氢键和碳-氧键，与其他非线性光学材料
相比，性能更加优越.美国西北大学的研究者们发现C60薄膜具有很高的二阶非线性光学
系数，显示出在非线性光学器件方面的应用价值.C60薄膜具有很高的光学效率，这一性
质使得C60在激光光学通信和光学计算机方面有着重要的潜在应用，并有望在短期内付诸
实现.科学家还发现，C60和C70溶液可以作为光学限制器，这种溶液只允许低强度的光通
过，当光强增强时，溶液很快变得不透光，其饱和阈值与其他任何已知的光学限制材料
相比差不多或更好.英国科学家还报道过，富勒烯被多孔矿物质俘获并经蓝色激光照射后
，成为一种光致发光材料，尽管这一工作尚没有在其他实验室内重复出来，但揭示出它
可能用来制作能发射任何频率光的激光器，已经发现许多大的富勒烯分子具有手性特征
，这种手征性预示着非线性光学响应的可能.生产和分离出大量的大富勒烯分子将在高阶
非线性光学效应方面取得突破.预计富勒烯作为一种良好的非线性光学材料可能很快投入
应用.　

光导体

光导材料是复印机、传真机和激光打印机的基本部分，旧的光导材料使用硒作为感光剂
，现在较为先进的有机光导聚合物已经代替了硒材料.美国杜邦公司的研究人员发现用1%
的C60（可能是C60和C70的混合物）掺杂的PVK聚合物是一类全新的高性能光导体，类似
的产品已经应用于静电复印技术中.这种光导材料具有良好的性质，其图象分辨率相当或
优于其他材料，而寿命远远高于含硒材料，其性能实际上已经可以与最好的商用光导体
相比拟.这使得掺杂富勒烯材料在印刷及光通信等方面将获得巨大的应用.　

超导材料

掺杂C60超导体的发现是超导领域的又一重大成果，这种超导体具有相对较高的临界温度
，掺杂C60超导体的临界温度不仅远远高于所有的有机分子超导体，而且也大大高于以前
发现的金属和合金超导体，只比现在炙手可热的氧化物陶瓷超导体低.

如果掺杂C60超导体的临界温度目前尚不能与高温氧化物超导体相比的话，那么这种超导
体在其他方面却具有许多更为优越的性质，而这些性质都直接影响到超导体的实际应用.
富勒烯超导体最大的优点在于这种化合物容易加工成所需要的各种形状；同时由于它们
是三维分子超导体，各向同性，使得电流可以在各个方向均等地流动.我们知道，氧化物
陶瓷超导体是一种层状材料，表现为各向异性，在每层平面内和与平面垂直的方向上导
电性质不同，同时这种陶瓷材料难于加工成线形或其他所需要的形状，给实际应用造成
困难.同时，富勒烯化合物超导体还具有较高的临界磁场和临界电流密度，理论分析和一
些实验结果显示，在更大的富勒烯分子掺杂化合物中可能大幅度提高超导临界温度.良好
的性质和潜在的高临界温度为富勒烯超导体的应用创造了条件.

掺杂富勒烯超导体的可能应用包括磁悬浮列车，基于约瑟夫逊结和更新更快设计原理的
高速计算机开关器件、长距离电力输送、超导发动机和发电机、作物理研究的大型磁铁
（如超导超级对撞机）、超导计算机的电子屏蔽以及基于超导量子干涉器件（SQUID）的
电子设备等方面.

掺杂的C60化合物显示超导电性，理论计算已经证明，不掺杂的C60是一种直接能隙半导
体，由于C60分子在其格点位置作高速无序自由转动，使C60固体成为继Si，Ge和GaAs之
后的又一种新型半导体材料.日本三菱电气公司的研究人员已经用C60制成了一种新型富
勒烯半导体.随着研究的深入，富勒烯及其衍生的材料走向应用已指日可待.

C60及富勒烯家族的诞生是20世纪80年代的重大发现之一，具有重要意义的是，这些神奇
的全碳分子及其衍生的物质显示新颖奇特的物理化学性质，它们首先是作为一种可实用
化的新材料而出现的.可以预计，富勒烯的出现将带来材料科学的一场革命，在不久的将
来它们将在科学技术的众多领域大显身手，造福于人类.虽然富勒烯的广泛应用尚待时日
，但人们都不会怀疑：跳动的巴基球是真正的明日之星.


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