2019年3月18日，Nature Materials發(fā)表了復(fù)旦大學(xué)修發(fā)賢團(tuán)隊(duì)最新研究論文——Ultrahigh conductivity in Weyl semimetal NbAs nanobelts，該團(tuán)隊(duì)稱已制備出二維體系中具有目前已知最高導(dǎo)電率的Weyl半金屬材料—NbAs納米帶。

根據(jù)論文摘要，在二維系統(tǒng)中，高遷移率通常是在低載流子密度的半導(dǎo)體和半金屬中實(shí)現(xiàn)的。然而,研究人員發(fā)現(xiàn)Weyl半金屬NbAs的納米帶即使在高載流子密度的情況下仍然保持著較高的遷移率,所以，研究人員提出了一種生長(zhǎng)方法合成具有可調(diào)諧費(fèi)米能級(jí)的單晶納米鈮酸鋇。由于較大的面體比，二維表面狀態(tài)產(chǎn)生了高的片狀載流子密度，即使體費(fèi)米能級(jí)位于Weyl節(jié)點(diǎn)附近，其表面電導(dǎo)可達(dá)5～100S/□，超過(guò)了傳統(tǒng)二維電子氣體、準(zhǔn)二維金屬薄膜和拓?fù)浣^緣體表面狀態(tài)。通過(guò)理論驗(yàn)證，研究人員認(rèn)為，超高電導(dǎo)的起源歸因于具有抗序性的費(fèi)米弧。費(fèi)米電弧的低損耗特性對(duì)基礎(chǔ)研究和潛在的電子應(yīng)用都具有重要意義。

據(jù)悉，這種材料的電導(dǎo)率是銅薄膜的100倍，石墨烯的1000倍。同時(shí)，區(qū)別于超導(dǎo)材料只能在零下幾十度超低溫下應(yīng)用，新材料砷化鈮的高電導(dǎo)機(jī)制即使在室溫下仍然有效。這一發(fā)現(xiàn)也為材料科學(xué)尋找高性能導(dǎo)體提供了一個(gè)可行思路，在降低電子器件能耗等方面有重大價(jià)值。

復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系教授表示：“我們利用氯化鈮、砷和氫氣3種元素把它們放在一起進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來(lái)制備這種砷化鈮納米帶。這種材料表面有一個(gè)表面態(tài)，這個(gè)表面態(tài)允許電子在上面快速地通行，可以說(shuō)是創(chuàng)造了一個(gè)綠色的通道，在低維尺度下就可以讓電子快速通過(guò)而降低能耗?！?/p>