多年來，人們只知道固態碳有兩種結構形式：一種是具有緊密結構的金剛石，另一種是具有鱗片層狀結構的石墨。
1984年發現了有60個碳原子組成的分子-C60。它的結構是：60個碳原子分布在一個圓球表面上， 將相近的碳原子連接起來， 就形成一個由20個六邊形和12個五邊形組成的足球狀籠子。如圖2-27所示。
C60分子中碳原子有四個鍵，包括兩個單鍵和一根雙鍵，六邊形與五邊形共邊為單鍵，另外為雙鍵。由於這種結構與巴克敏斯特－富勒設計的穹頂相似，俗稱C60為巴氏球。並且把具有類似結構的物質（如C50, C60, C70等）命名為富勒烯，之所以稱為烯是由於這類物質分子中含有飽和碳－碳雙鍵的烯類物質。
由於人們不能製取大量的C60, 無法對巴氏球做進一步研究， 直到1990年霍夫曼等人宣布用簡單的方法可以合成和分離出純的C60之後， 才引起人們的注意， 形成了C60研究熱。
C60製備方法，目前有雷射蒸發法、電弧法和火焰法三種。 現在簡單介紹常用的電弧法合成技術：在氨氣氛中用石墨電極放電的方法可合成常量的C60原子。 其合成裝置中當石墨移動電極向石墨固定電極靠近至適當距離時，石墨電極放電(100--200A)的高溫直接使石墨蒸發、氣化． 在水冷卻的放電室的內壁和兩個電極的支架上澱積的碳超微顆粒(黑灰)中便含有C60，C70等原子簇．影響C60產率的因素很多，例如石墨電極的大小，兩電極放電時的距離、惰性氣體的種類和壓力、通過電極的電流的大小等．其中以惰性氣體的種類和壓力對C60的產額影響最大．如何從黑灰中分離提純C60？由於C60和C70等全碳分子可溶於苯、甲苯等有機溶劑中，其它非極性溶劑，例如CS2，CCl4等也能溶解全碳分子C60和C70等，碳原子簇分子溶於
苯中為酒紅—褐色溶液，溶液顏色的深淺取決於碳原子簇分子的濃度。而石墨黑灰則不溶於芳烴溶劑，從而通過過濾可將兩者分開；加熱溶液，在真空中蒸乾，可獲得暗褐色至黑色的C60和C70混合物。另一種從碳碎片黑灰中分離出C60(包括C70)的方法是在真空、惰性氣體或空氣中加熱碳碎片黑灰至約400℃，即可將全碳原子簇升華分離出來． C60和C70原子簇的分離用高壓液相色譜法，由於溶於流動相已烷中的C60與C70在色譜柱多孔矽石珠固定相的流速不同，它們在色譜柱中的保留時間便不同，C70的保留時間比C60長，這樣就可將C60和C70分離開來，可得純度為99.9%的C60在芳烴溶劑中，C60為絳紅色溶液的芥子色固體，C70則是一種紅色溶液的紅褐色固體。
C60晶體有金屬光澤， 其苯溶液呈紫紅色。C60分子特別穩定， 在進行化學反應時或在化合物中始終是一個整體。C60能抗輻射、耐高壓、抗腐蝕。C60的能帶結構與半導體材料相近，能帶寬度為1.7電子伏特， 純C60的導電率極低， 與絕緣體相差無幾。
C60的X光衍射照片證實， 它有正20面體的結構， 結構中正五邊形的邊長為1.47埃， 六邊形為不等六邊形， 其中一組不相鄰的邊長為1.47埃， 另一組不相鄰邊長為1.38埃。球狀結構的直徑為7.1埃。
巴氏球能和一些元素化合，它的鹼金屬化合物有超導電性， 這點十分引人注目。
1991年4月美國貝爾實驗室發現C60和鉀的化合物在18K下呈現超導狀態。同年6月日本電氣公司將C60和銫銣合金化合獲得了臨界溫度為33K的超導體。7月我國北京大學、物理所等單位也制出了K3C60和Rb3C60超導體。圖2-28給出了K3C60的K原子處於C60所形成的面心立方結構的K(1)和K(2)位置。
據報導，1993年美國紐約州立大學的材料物理學家將氯化碘滷間化合物摻入巴氏球中，合成了臨界溫度達60K的C60超導體， 這是第一個利用空穴摻雜產生的超導體， 以往的碳超導體是利用帶負電的粒子摻雜產生的， 空穴摻雜是利用帶負電的粒子摻雜產生的， 空穴摻雜材料的電學特性是由行為像正電荷那樣帶電粒子產生的。
在短短的時間內，C60超導體的臨界溫度有如此大幅度提高，令世人振奮。
C60超導體其臨界電流密度大， 且材料易於加工， 有很大實用價值， 而它是三維結構， 它的研究和應用會更容易些， 因此， 我們完全有理由期待C60超導體將會有更大的發展.