Topological insulator
топологический диэлектрик, топологический изолятор
Материалы, являющиеся диэлектриками внутри, но имеющие на поверхности атомы, в которых электроны могут находиться близко к зоне проводимости. Поэтому движение электронов в топологических изоляторах возможно лишь по поверхности. Как следствие, возникающее сопротивление минимально, и электрон может легко разгоняться практически до скорости света без обратного рассеяния и разогревания проводящего слоя.
Принципиальная возможность существования топологическов изоляторов была предсказана в 2007 г., а вскоре были получены материалы, обладающие нужными свойствами: селенид и теллурид висмута.
Благодаря своим свойствам топологические изоляторы могут в недалёком будущем стать заменой полупроводникам. Дополнительным их преимуществом над полупроводниками является малая чувствительность к примесям. К тому же, по сути они являются одновременно и проводниками, и собственными изоляторами.
Ещё одной примечательной особенностью таких материалов является то, что спин (магнитный момент) электронов в поверхностном слое квантово-механически связан с его импульсом. До сих пор на атомарном уровне физики могли манипулировать лишь электрическими (но не магнитными) полями. Создание же топологических изоляторов позволяет надеяться, что скоро этот технологический пробел будет ликвидирован и откроется дорога к принципиально новому классу устройств, основанных на «спинтронике» (по аналогии с электроникой). А это уже прямой путь к созданию квантовых компьютеров, способных производить вычисления, для которых современным суперкомпьютерам потребовалось бы слишком большое количество времени.
♦ A topological insulator is a material that behaves as an insulator in its interior but whose surface contains conducting states.
♦ В научной среде не раз высказывалось мнение, что идеальным кандидатом на статус такого изолятора может быть гексаборид самария, обладающий особыми характеристиками (в частности, эффектом Кондо).
🔗 Wiki (Rus)
— Игорь Мостицкий (обсуждение) 16:00, 9 января 2026 (MSK)
