修发贤教授课题组在砷化铌纳米带中观测到其表面态具有超高电导率，这也是目前二维体系中的最高电导率，其低电子散射几率的机制源自外尔半金属特有的电子结构（即费米弧表面态）。2019年3月18日，相关研究论文以Ultrahigh conductivity in Weyl semimetal NbAs nanobelts为题在线发表于《自然·材料》（Nature Materials, DOI:10.1038/s41563-019-0320-9）。复旦大学物理学系教授修发贤为通讯作者，复旦大学物理学系博士生张成为第一作者，复旦大学物理学系本科生倪卓亮、中科院强磁场科学中心副研究员张警蕾、复旦大学物理学系博士生袁翔为共同第一作者。
导体是集成电路制造中不可或缺的材料之一，广泛用于元器件间的互连、构成电感元件等。随着集成电路的特征尺寸越来越小、集成度越来越高、器件之间的相互连接越来越密集，流过这些微细导体的电流所产生的热量也越来越显著，一定程度上制约着芯片的进一步发展。因此，寻找超高导电材料成为人们研究的一个重要目标。
复旦大学修发贤课题组在外尔半金属这种特殊的材料中发现了近乎完美的导电特性，为寻找超高导电材料提供了一个新的思路。增加导电性，有两个方法。一是把电子变多，二是让电子跑的快些。但这两者很难同时达到。电子数目多的情况下，电子会发生很多散射，而其中一些散射是大角度的，这也就让电子的运动南辕北辙。修发贤课题组在外尔半金属砷化铌中发现，虽然材料内部导电性比较普通，但其表面有一个导电性异常好的通道。而正是由于外尔半金属表面费米弧的特殊电子结构，即使电子再多，也不会发生大角度的散射，确保所有电子都沿一个方向运动。这就让电子传输的效率大大提高。因此基于这一新的导电机制，修发贤课题组实现了目前二维体系中最好的导电性，比石墨烯高1000倍。
在拓扑半金属和外尔半金属领域，修发贤课题组一直坚持做基础性、原创性工作。在本成果中，首次利用氯化铌、砷和氢气化学反应成功制备砷化铌纳米带，成为世界上首个实现外尔半金属纳米结构的课题组。修发贤表示，这种纳米材料的发现以及新导电机理的提出为寻找更高性能的导体材料提了一个可行思路。可以在提高导体电子数量的同时，降低电子散射，从而实现优异的导电特性。在电力传输和低功耗器件方面有潜在的应用价值。
该研究工作由复旦大学、中国科学院强磁场科学中心、南京大学、加州大学戴维斯分校、昆士兰大学、北京工业大学、苏黎世联邦理工学院、爱尔兰三一学院等多家单位合作完成，其中南京大学万贤纲教授和加州大学戴维斯分校Sergey Savrasov教授提供了重要的理论支持。
论文链接: https://www.nature.com/articles/s41563-019-0320-9
