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.