通过拓扑学检查物体和固体的性质，这些物体和固体都受到保护，不受扰动和变形的影响。迄今为止所知到的材料包括拓扑绝缘体，都是内部呈绝缘状态，但在表面却可以传导电流。绝缘体的导电表面受到拓扑保护，这意味着它们很难变成完全绝缘状态。
新型材料：高阶拓扑绝缘子
苏黎世大学（UZH）的理论物理学家们现在预测了一种新的拓扑绝缘体，这种绝缘体将在晶体的边缘而非表面上具有导电性。
由苏黎世大学，普林斯顿大学，Donostia国际物理中心和哈勒马克斯普朗克微观结构物理研究所的科学家组成的研究团队将这种新材料归类为“高阶拓扑绝缘体”。
这是线状的纳米高阶拓扑绝缘体的示意图，其边缘有导电通道。 （图片：苏黎世大学）
导电边缘的非凡的鲁棒性使它们特别有趣：无序或杂质不会阻止拓扑电子的电流流动。如果存在缺陷阻碍了电流的流动，它就会围绕杂质流动。
专属电子的高速公路
另外，不需要专门准备晶体边缘来传导电流。如果晶体破裂，新产生的边缘会自动传导电流。
苏黎世大学物理系教授Titus Neupert说：“最令人振奋的是，电子可以至少在理论上电可以，毫无消耗地进行流动。你可以将晶体边缘想象成一种电子通道， 它们不能简单地进行U形转弯。”
这种无损耗电导的性质，或者说在超低温下从超导体中得知的性质，与先前已知的具有导电表面的拓扑绝缘体晶体不同，但是对于高阶拓扑晶体是特定的。
有待进一步完善的理论和实验研究
物理学家的研究仍然主要依赖于理论方面。他们提出了碲化锡作为第一个显示出这种新颖性能的化合物。 Neupert说：“更多的候选材料已被识别，并在实验中进行探测。”
研究人员希望未来纳米线由高阶拓扑绝缘体制成，可用作电路中的导电路径。可以将它们与磁性和超导材料结合使用，构建量子计算机。
原文来自：nanowerk
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