Топологические изоляторы были предсказаны в нынешнем веке, почти сразу обнаружены экспериментально и стали предметом вожделения разработчиков квантовых компьютеров и прочих многомудрых систем. Предсказали их в ходе осмысления получения графена — углеродного вещества толщиной в один атом.
По прикидкам физиков-теоретиков получалось, что существует класс веществ, которые не проводят ток «посередине», являясь в этой зоне изолятором. Зато они очень хорошо проводят ток по поверхности. Не намного хуже, а может — и вовсе не хуже, чем известные нам сверхпроводники. Это происходит из-за квантовых эффектов — электрон в этом случае не может тратить энергию на столкновения с другими частицами. Он ее и не тратит. Такая вот крутая частица.
Авторы теории — Дункан Холдейн, Чарльз Кейн и Шушень Чжан (Duncan Haldane, Charles Kane, Shoucheng Zhang) в 2012 году были награждены медалью Дирака — одной из самых престижных наград в мире физики.
Теперь выяснилось, что свойствами топологического изолятора обладает кристаллический висмут. Причем, как пишут авторы статьи в Nature Physics, висмут оказался топологическим изолятором более «высокого порядка» — в случае разрушения кристалла его новые кромки проводят ток так же, как и прежние.
С подробностями можно ознакомиться в статье авторов.
