Топологічний ізолятор

Топологічними ізоляторами називають твердотільні речовини, для яких властиві нетривіальний топологічний порядок та симетрія щодо зміни напрямку часу, власлідок чого вони мають провідні поверхневі стани, тоді як в об'ємі є непровідними. Топологічні ізолятори відрізняються від звичайних діелектриків, які теж можуть мати провідні поверхневі стани, тим, що поверхневі стани в них захищені симетрією зміни напрямку часу, а тому зазвичай не зникають при розупорядкуванні поверхні.

Ідеалізована зонна структура топологічного ізолятора. Рівень Фермі лежить усередині забороненої зони об'ємної речовини, тоді як поверхневі стани проходять через заборонену зону, а отже перетинаються з ним.

Крайові стани, захищені симетрією щодо зміни напрямку часу були передбачені в 1987^[1] в квантових ямах телуриду ртуті в матриці телуриду кадмію. Такі стани спостерігалися експериментально 2007 року^[2]. У 2007 було передбачено^[3], що вони повинні існувати в тривимірних твердих бінарних сполуках вісмуту. Перші 3D поверхневі стани, захищені симетрією щодо зміни напряму часу спостерігалися експериментально в антимоніді вісмуту^[4]. Незабаром такі стани спостерігали за допомогою кутово розділеної спектроскопії фотоелектронів також у чистому стибії, селеніді вісмуту, телуриді вісмуту та телуриді стибію^[5].

Див. також

• Вейлівський напівметал