来自中国与美国加州大学戴维斯分校的研究人员，最近开发出新的外尔半金属材料：砷化铌薄层，测量结果显示其室温下导电率约为铜的 3 倍，为新型电子设备铺路。
导体（conductor）依其导电性可细分为：超导体、导体、半导体及绝缘体，而外尔半金属（Weyl semimetal）是拓朴材料其中一类，但它不是导体也不是绝缘体，而是介于两者之间的一种新型材料。
加州大学戴维斯分校物理学教授 Sergey Savrasov 指出，砷化铌（niobium arsenide，化学式 NbAs）便属于外尔半金属，由于表面填满一些特殊的量子态，这些量子态位于块体能带结构的带隙之中，从而允许表面导电，现在该团队与中国科学家的合作研究表明，砷化铌的二维奈米带能产生相当高的导电率，约铜的 3 倍。
大多数材料的表面会从环境中吸收杂质并发生化学变化，你可以想像电子流经这种表面遇到杂质时会反弹或散射，致使导电性能受干扰；但拓扑保护的表面会排斥这些杂质，电子占据所有量子态以致能快速通行，另一方面来讲也降低能耗。当电路设计板越来越小时，这种高导电性的材料便发挥效用。
虽然铜的延展性好、导热性及导电性高，是电线、电子元件最常使用的材料，但随着铜层变得越来越薄，电阻反而会越来越大、导电性能迅速变差，也因此在目前的二维材料产品化中，最广泛应用的材料变成电阻率最低的石墨烯。可惜石墨烯不具备半导体最重要的特性──能隙，所以它不是当半导体材料的料，在相关应用中受限，而电子性质与石墨烯类似的二硫化钼（MoS2）成为主流。
但世界上许多优异团队都在寻找性能更加极致的半导体材料，比如台湾成功大学物理系教授吴忠霖团队曾研发出厚度仅 0.7 奈米的二硒化钨二极管，以及现在加州大学戴维斯分校与中国团队发表的外尔半金属砷化铌。
新论文发表在《自然材料》期刊（Nature Materials）。
- Semimetals are High Conductors
（首图来源：加州大学戴维斯分校）
延伸阅读：
- 台湾团队成功研发出单原子层二极管，厚度仅 0.7 奈米
- 室温下保持高载流子移动率，稀有元素碲或可成为高效芯片秘方
