什么是拓扑绝缘体

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精选答案

拓扑绝缘体是一种特殊的固体材料，其在外部电场下具有良好的绝缘性能，同时其内部电子态具有一些特殊的拓扑性质。在拓扑绝缘体中，导电和绝缘态是由拓扑不变量保护的。其内部电子态的能带结构具有非平凡的拓扑性质，包括特殊的带隙和拓扑保护的边界态。这些边界态表现出非常稳定的性质，不易受杂质、边界缺陷以及外界扰动的影响，因此具有很大的应用潜力。拓扑绝缘体的研究始于2005年，其发现被认为是凝聚态物理中的重大突破。拓扑绝缘体在量子计算、能电转换和拓扑光学等领域具有广泛的应用前景。

其他回答

路桥工程圈

拓扑绝缘体是一种内部绝缘，界面允许电荷移动的材料。

在拓扑绝缘体的内部，电子能带结构和常规的绝缘体相似，其费米能级位于导带和价带之间。在拓扑绝缘体的表面存在一些特殊的量子态，这些量子态位于块体能带结构的带隙之中，从而允许导电。这些量子态可以用类似拓扑学中的亏格的整数表征，是拓扑序的一个特例。