新型材料：高阶拓扑绝缘子
这是一个高阶拓扑绝缘子的示意图，它的形状是纳米线，边缘有导电通道。
拓扑研究对象和固体的属性，这些属性可以防止扰动和变形。到目前为止已知的材料包括拓扑绝缘子，它是一种晶体，在内部绝缘，但在其表面传导电流。导电表面受到拓扑保护，这意味着它们很难进入绝缘状态。
苏黎世大学的理论物理学家现在预测了一种新型的拓扑绝缘体，它们在晶体的边缘而不是表面上导电。该研究小组由来自苏黎世大学、普林斯顿大学、多诺斯提亚国际物理中心和位于哈尔的马克斯普朗克显微结构物理研究所的科学家组成，他们将这种新型材料称为“高阶拓扑绝缘体”。导电边的非凡鲁棒性使它们特别有趣:拓扑电子的电流不能被无序或杂质所阻止。如果不完美妨碍了电流的流动，它就会在杂质周围流动。
电子高速公路
此外，晶体的边缘不需要特别的准备来传导电流。如果晶体断裂，新的边缘也会自动传导电流。苏黎世大学物理系教授Titus Neupert表示：“最令人兴奋的一点是，至少在理论上，电力可以在没有任何损耗的情况下进行。”“你可以把晶体届看作是电子的一种高速公路。他们不能简单地掉头，这种无耗散电导的性质，在低温下也可以从超导体中得知，并不与先前已知的具有导电表面的拓扑绝缘体晶体共享，而只适用于高阶拓扑晶体。
进一步的理论和实验研究
物理学家的研究仍然主要依赖于理论方面。他们提出碲化锡是第一个显示这些新特性的化合物。Neupert博士说:“更多的候选材料必须在实验中被发现和研究。”研究人员希望，未来由高阶拓扑绝缘体构成的纳米线可以作为电路中的导电路径。它们可以与磁性和超导材料结合，用于制造量子计算机。
