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富勒烯

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在可以大量生产C60后其很多性质被发现,很快Haddon等人发现碱金属掺杂的C60有金属行为,1991年发现钾掺杂的C60在18K时有超导行为这是迄今最高的分子超导温度,之后大量的金属掺杂富勒烯的超导性质被发现。研究表明超导转化温度随着碱金属掺杂富勒烯的晶胞体积而升高。铯可以形成最大的碱金属离子,因此铯掺杂的富勒烯材料被广泛研究,近来报道Cs3C60As在38K时超导性质,不过是在高压下。常压下33K时具有最高超导转化温度的是 Cs2RbC60。C60固体超导性的BCS理论认为,超导转变温度随着晶胞体积的增加而升高,因为C60分子间的间隔与费米能级N(εF)的态密度的升高相关,因此科学家们做了大量的工作试图增加富勒烯分子间的距离,尤其是将中性分子插入A3C60晶格中来增加间距同时保持C60的价态不变。不过,这种氨化技术意外地得到了新奇的富勒烯插入复合物的特别的性质:Mott-Hubbard转变以及C60分子的取向/轨道有序和磁结构的关系。C60固体是由弱相互作用力组成的,因此是分子固体,并且保留了分子的性质。一个自由的C60分子的分立能级在固体中只是很弱的弥散,导致固体中非重叠的带间隙很窄,只有0.5eV。未掺杂的 C60固体,5倍 hu带是其HOMO能级,3倍的t1u带是其空的LUMO能级,这个系统是带禁阻的。但是当C60固体被金属原子掺杂时,金属原子会给t1u带电子或是3倍的t1g带的部分电子占据有时会呈现金属性质。虽然它的t1u带是部分占据的,按照BCS理论A4C60的t1u带是部分占据的应该有金属性质,但是它是一个绝缘体,这个矛盾可能用Jahn-Teller效应来解释,高对称分子的自发变形导致了它的兼并轨道的分裂从而得到了电子能量。这种Jahn-Teller型的电子-声子作用在C60固体中非常强以致于可以破坏了特定价态的价带图案。窄带隙或强电子相互作用以及简并的基态对于理解并解释富勒烯固体的超导性非常重要。电子相互斥力比带宽大时,简单的Mott-Hubbard模型会产生绝缘的局域电子基态,这就解释了常压时铯掺杂的C60固体是没有超导性的。电子相互作用驱动的t1u电子的局域超过了临界点会生成Mott绝缘体,而使用高压能减小富勒烯相互间的间距,此时铯掺杂的C60固体呈现出金属性和超导性。<ref>[https://zhuanlan.zhihu.com/p/171756902 富勒烯]搜狗</ref>
=='''参考文献'''==
 
[[Category:470 製造總論]]
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