Что такое топологические изоляторы и чем они отличаются от обычных?

Топологические изоляторы — это особый тип материала, который в объёме является диэлектриком (изолятором), а по поверхности проводит электрический ток. {6-host}

От обычных изоляторов они отличаются своеобразной симметрией волновой функции электронов (топологических инвариантов). nauka.tass.ru Это приводит к тому, что на поверхности такого изолятора электроны могут существовать в особенных состояниях: nauka.tass.ru

1. Спин этих электронов согласован с направлением их движения. nauka.tass.ru
2. Они располагаются внутри запрещённой зоны изолятора, что делает возможной передачу электрического тока. nauka.tass.ru
3. Эти электроны не могут рассеиваться на примесях, дефектах, неоднородностях поверхности и т.д. — говорят, что их движение «топологически защищено». nauka.tass.ru

В результате топологический изолятор внутри своего объёма ведёт себя как обычный изолятор, однако его тонкий приповерхностный слой обладает очень высокой проводимостью. nauka.tass.ru Причём его невозможно разрушить загрязнением или повреждением структуры поверхности. nauka.tass.ru