复旦大学科研团队发现二维体系中的最高电导率( 六 ) 复旦大学科研

修发贤介绍，砷化铌纳米带的高导电率要归功于其表面与众不同的电子结构——具有拓扑保护的表面态(费米弧) ， “拓扑保护的表面态的概念可以这样理解，就像是家里用的瓷碗外表面镀了一层金，瓷碗本身不导电，但表面这一层金膜导电。更神奇的是，如果存在拓扑保护，这层金膜被磨掉之后，下面就会自动再出现一层金膜，重新形成导电层。这就是一种由物质本身的电子结构决定的拓扑表面态。 ”

那么如何得知这种表面态导致了高的电导率呢？课题组运用了测量低温量子震荡的方法，证明了来自费米弧表面态的电子贡献了大部分电导率。修发贤告诉科技日报采访人员：“砷化铌中的这种费米弧表面态具备低散射率的特性，即使在较高电子浓度的情况下，体系仍然保持低散射几率。这样就能确保大部分电子都沿一个方向运动，让电子传输的效率大大提高。 ”

和常规的量子现象不同，费米弧这一特性即使在室温仍然有效。这一发现为寻找高性能导体提供了一个可行思路。利用这种特殊的电子结构，可以在提高电子数量的同时，降低电子散射，从而实现优异的导电特性，这在降低电子器件能耗等方面有潜在应用。