富勒烯在激光科学中的使用

简要评述了富勒烯在激光科学中的研究进展，介绍了富勒烯的非线性光学特性及其潜在应有用，展示了富烯衍生物和掺富勒烯新型光学材料的研究与应用发展前景。     

富勒烯-PVP聚合物链团结构的中子小角散射实验研究

应用中子小角散射技术研究了水溶液中富勒烯-PVP聚合物的链团结构及其大小以及它们在不 同富勒烯含量下的变化.结果表明：当加入富勒烯后，不论是PVP单体分子链还是大分子链团 ，其相关长度与纯PVP溶液相比均变小，且大分子链团的变化更为明显；在不同富勒烯含量 情况下，高富勒烯含量的富勒烯-PVP分子链团的体积更小. 关键词： 中子小角散射 富勒烯 PVP聚合物     

富勒烯-PVP聚合物链团结构的中子小角散射实验

利用高分子聚合物PVP可将富勒烯(C60)溶解于水，其水溶液中富勒烯最大含量为1％，而聚合物PVP与TPP的混合物可使水溶液中可溶解的富勒烯高达6％，这对富勒烯的应用有重要价值。应用中子小角散射技术可以研究水溶液中PVP C60聚合物和PVP TPP C60聚合物里各聚合物分子与富勒烯分子形成的链状结构及其大小以及在不同富勒烯含量下的变化。     

氢、氮、铍、锂原子在缺陷富勒烯CX（x=58-62）中的吸附与渗透

碳富勒烯包合物由于潜在的应用前景受到广泛关注。我们采用第一性原理方法计算了氢、氮、锂、铍原子在不同碳富勒烯中的吸附和穿越。根据原子在不同碳富勒烯笼中的势能曲线,我们给出了原子穿越碳富勒烯笼的势垒和势阱,归纳出原子穿越碳笼机理分为插入机理、渗透机理以及插入机理和渗透机理的混合机理。     

氢、氮、铍、锂原子在缺陷富勒烯C_x(X=58～62)中的吸附与渗透

碳富勒烯包合物由于潜在的应用前景受到广泛关注.我们采用第一性原理方法计算了氢、氮、锂、铍原子在不同碳富勒烯中的吸附和穿越.根据原子在不同碳富勒烯笼中的势能曲线,我们给出了原子穿越碳富勒烯笼的势垒和势阱,归纳出原子穿越碳笼机理分为插入机理、渗透机理以及插入机理和渗透机理的混合机理.     

高压下限域富勒烯分子体系构筑的新结构

探索新的碳结构是物理、材料等学科关注的热点课题. 富勒烯分子可看成是一种零维碳结构，其独特的结构和优异的性质为构筑新碳结构提供了理想的构筑单元. 本文介绍了利用限域与高压相结合的方法，在富勒烯限域体系研究中取得的进展，包括溶剂化富勒烯、富勒烯填充单壁碳纳米管（Peapod）限域体系的高压结构转变，总结了溶剂分子等对限域富勒烯高压结构相变与新结构形成的影响. 结果对新型碳结构的设计与构筑提供了新的思路与有益参考.     

氢化富勒烯能否解释天文光谱中的21 μm辐射特征?

目前在天文环境中探测到了C₆₀、C₇₀、C₆₀⁺，极大地刺激了对星周包层中富勒烯衍生物的研究. 原行星状星云是富勒烯在天文环境下的可能形成源，其红外光谱中具有丰富的、还未能认证的特征谱带，其中在21 μm处的一条谱带尤为神秘. 当富勒烯被氢化，分子的对称性被破坏，能够激活新的红外振动谱，这有可能部分解释天文光谱中的红外谱带. 本文对氢化富勒烯的理论振动谱进行研究，考查了氢化富勒烯能否作为21 μm辐射的载体，详细讨论了各种支持和反对的证据，并且推测了可能贡献21 μm特征的氢化富勒烯的氢化程度.     

激光照射下富烯稳定性的研究

本文研究了富勒烯固体在弱激光照射下随时间变化的拉曼光谱。结果表明，富勒烯固体在激光照射下随时间发生裂解形成石墨和无定形碳，同时发生了Ｃ６０的光致聚合效应。     

[二苯并-18-冠(醚)-6]KC60奇异特性的核磁共振研究

报道了用［二苯并-18-冠（醚）-6］修饰的碱金属富勒烯作核磁共振测试的一些结果．这类碱金属富勒烯呈现的奇特物理特性，反映了材料在低于200K温度下的磁有序性及电子磁矩与核磁矩的强相互作用，使共振信号增强，亦反映了超分子化学能调控碱金属富勒烯的物理性能 关键词：     

富勒烯分子簇三阶非线性光学特性

最近，富勒烯分子簇合成和分离的成功，已引起了人们对其非线性光学性质的重视，对富勒烯６０分子，Ｃ７０分子非线性光学响应的起源，测试方法及结果进行了综述和分析，最后对此方面研究的发展进行了探讨。     

有机铬富勒烯衍生物的激发态与光限幅特性

应用倍频ｎｓ／ｐｓＮｄ：ＹＡＧ脉冲激光系统,在波长为５３２ｎｍ,脉冲宽度为２１ｐｓ的条件下,研究了新型有机铬富勒烯衍生物的激发态吸收与光限幅特性,其光限幅特性优于富勒烯甲苯溶液;并应用单重态激发态吸收理论对实验结果进行了分析,实验结果与理论结果基本一致。     

不同Gd:C比对金属富勒烯生成的影响及其质谱研究

研究了不同GdC比对金属富勒烯生成的影响,结果表明随着GdC比例大小不同,对金属富勒烯生成结果的影响也不同.通过激光解析飞行时间质谱(LD-TOFMS)和电喷雾质谱(ESI-MS)分析了提取液的富勒烯组成,得到当GdC为150时,金属富勒烯有最高产率.     

富勒烯在凝胶介质中的植及及光学性质的研究

报导和总结了运用两种先驱体配方和溶胶－凝胶的工艺过程，成功地把富勒烯物质掺入，到各种种凝胶介质中，比较了采用不同方法的优缺性，富勒烯处于凝胶介质的微孔及凝胶介质结构相关联的２种结构状态，分别测定了处于２种结构状态下紫外－可见光谱及与介质相关联的红外光谱，并进行了比较和讨论，用调Ｑ，ＹＡＧ，５３２ｎｍ波长脉宽为１０ｎｓ的激光作为光源，实现了处于２种结构状态下的光限制效应，讨论了介质对富勒烯物质的结构     

富勒烯抑制自由运转的Nd：YAG激光器中的自锁模

研究了放在Ｎｄ：ＹＡＧ激光腔内的含富勒烯样品对激光波形的影响。实验发现，富勒烯的强非线性吸收可用于光滑纳秒范围的自锁模脉冲序列，估计这是由于双光子吸收引起的。     

不同Gd∶C比对金属富勒烯生成的影响及其质谱研究

研究了不同 Gd∶ C比对金属富勒烯生成的影响 ,结果表明 :随着 Gd∶ C比例大小不同 ,对金属富勒烯生成结果的影响也不同。通过激光解析飞行时间质谱 (LD- TOFMS)和电喷雾质谱 (ESI- MS)分析了提取液的富勒烯组成 ,得到当 Gd∶ C为 1∶ 5 0时 ,金属富勒烯有最高产率。     

超分子屏蔽效应对富勒烯自由基C59N·稳定性的影响及其诱导的(C59N)2中键接碳笼C-C键的转移重构

富勒烯自由基通常是在空气中短暂存在或不稳定的短寿命物种,超分子屏蔽是近年来被发展用于稳定富勒烯自由基稳定的一种有效策略.本文将共价桥联碳质π电子共轭双嵌N分子碗作为客体C₅₉N·富勒烯自由基的理想宿主体,通过密度泛函理论计算研究了二者之间的主客体相互作用、热力学、自旋电子密度等性质.结果发现C₅₉N·富勒烯自由基嵌螯在该钳形双分子碗的凹穴内而被屏蔽,从而有效避免单电子结构的暴露和C₅₉N·自由基之间的化学二聚,即显著增强其动力学稳定性和寿命,这种策略对富勒烯自由基在自旋电子学、超分子电子器件或光电转换器件等领域的应用具有潜在指导价值.此外,本研究还发现通过超分子屏蔽策略,理论上可以实现对(C₅₉N)₂二聚体分子中键连两个碳笼的C-C进行重构,这也为富勒烯相关体系中C-C键构建的提供了一种新的思路与途径.     

内嵌水二聚体富勒烯(H2O)2@C84的基态性质与光谱特性

采用密度泛函B3LYP方法以6-31G为基组研究了富勒烯D_(2d)(23)-C_(84)和内嵌水二聚体富勒烯(H_2O)_2@D_(2d)(23)-C_(84)的中性、阴离子及阳离子基态几何结构、稳定性、电荷分布、能量、电偶极矩、能隙、红外及拉曼光谱特性;用含时的TD-B3LYP方法研究了富勒烯C_(84)和内嵌水二聚体富勒烯(H_2O)_2@C_(84)的紫外-可见吸收光谱.研究结果表明:水二聚体的加入导致了富勒烯分子的对称性降低、偶极矩增加,体系能隙减小,同时水二聚体的氢键键长减小.另外,水二聚体的加入改变了富勒烯分子的红外和拉曼光谱特征,如谐振频率的移动以及红外和拉曼峰的增强或减弱.研究结果显示水二聚体的加入致使富勒烯分子的最大激发波长发生红移,对其它激发波长的位置以及振子强度也产生影响,如光学活性(振子强度不为0)的激发态成为光学非活性(振子强度为0)的激发态或者光学非活性的激发态成为光学活性的激发态;同时研究发现C_(84)存在能量简并的激发态,而(H_2O)_2@C_(84)并没有能量简并的激发态;虽然水二聚体的加入影响富勒烯分子的激发特性,但计算结果显示C_(84)和(H_2O)_2@C_(84)经展宽后的紫外-可见光谱轮廓基本一致.该研究可以为将来的实验光谱测量提供理论依据,也可以为内嵌水二聚体富勒烯的合成和应用提供理论指导.     

富勒烯／高聚物电荷转移体系的物理研究

富勒烯／高聚物组合体系是物理化学，材料等交叉学科研究的一个热点，该组合体系中电荷会对组合体系的物理，光学及非线性光学特性产生很大的影响。文章对富勒烯／高聚物组合体系中电荷转移的发生条件，其对体系特性的影响及研究电荷转移过程的实验方法和结果作了全面扼要的介绍。     

用非简并泵浦探测方法研究C70/甲苯溶液的激发态吸收动力学

通过非简并的时间分辨泵浦探测技术对C70富勒烯/甲苯溶液的非线性光学性质进行了研究。在532 nm波长的皮秒激光脉冲泵浦下,用600 nm的皮秒激光脉冲测量了C70富勒烯的激发态非线性吸收动力学响应。利用五能级模型对实验结果进行了数值模拟,得到了非简并情况下C70富勒烯分子的光物理参数。实验结果表明:C70富勒烯在简并和非简并情况下的激发态寿命没有变化,但非简并情况下的单重态吸收截面要比简并情况下单重态吸收截面小。     

离子化程度对硼取代富勒烯C19Bn+（n=0-3）体系储氢性能的影响

本文采用密度泛函理论方法，研究了氢气分子在硼取代富勒烯C19Bn+（n=0-3）表面的非解离吸附态、化学吸附态、及吸附态之间转换过渡态的结构和能量，得到了吸附态之间转换反应的势能面. 研究表明通过调整体系的离子化电荷可以调整吸附位点的电荷布居数，随着硼取代富勒烯离子化体系C19Bn+的吸氢活性位点电荷布居数增大，氢分子被极化的程度以及氢分子在材料表面的吸附能均逐渐增大，同时改变电荷布居数也对氢气分子在表面吸附态间转变势垒高度产生了量级为几个Kcal/mol的影响. 希望我们的研究能够对富勒烯储氢的进一步发展提供参考.