新型超高导电材料的电导超石墨烯1000倍

2019年3月18日，Nature Materials发表了复旦大学修发贤团队最新研究论文——Ultrahigh conductivity in Weyl semimetal NbAs nanobelts，该团队称已制备出二维体系中具有目前已知最高导电率的Weyl半金属材料—NbAs纳米带。

根据论文摘要，在二维系统中，高迁移率通常是在低载流子密度的半导体和半金属中实现的。然而,研究人员发现Weyl半金属NbAs的纳米带即使在高载流子密度的情况下仍然保持着较高的迁移率,所以，研究人员提出了一种生长方法合成具有可调谐费米能级的单晶纳米铌酸钡。由于较大的面体比，二维表面状态产生了高的片状载流子密度，即使体费米能级位于Weyl节点附近，其表面电导可达5～100S/□，超过了传统二维电子气体、准二维金属薄膜和拓扑绝缘体表面状态。通过理论验证，研究人员认为，超高电导的起源归因于具有抗序性的费米弧。费米电弧的低损耗特性对基础研究和潜在的电子应用都具有重要意义。

据悉，这种材料的电导率是铜薄膜的100倍，石墨烯的1000倍。同时，区别于超导材料只能在零下几十度超低温下应用，新材料砷化铌的高电导机制即使在室温下仍然有效。这一发现也为材料科学寻找高性能导体提供了一个可行思路，在降低电子器件能耗等方面有重大价值。

复旦大学物理学系教授表示：“我们利用氯化铌、砷和氢气3种元素把它们放在一起进行化学反应来制备这种砷化铌纳米带。这种材料表面有一个表面态，这个表面态允许电子在上面快速地通行，可以说是创造了一个绿色的通道，在低维尺度下就可以让电子快速通过而降低能耗。”