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  拓?fù)浣^緣體，是一種內(nèi)部絕緣、邊緣導(dǎo)電的特殊絕緣體材料。拓?fù)浣^緣體的內(nèi)部為絕緣體能帶結(jié)構(gòu)，存在能隙且費(fèi)米能處于能隙中，表面則為金屬性質(zhì)，存在狄拉克型電子態(tài)，可以穿越能隙，且穩(wěn)定存在。拓?fù)浣^緣體的結(jié)構(gòu)特殊，具有量子自旋霍爾效應(yīng)、量子反常霍爾效應(yīng)，是物理學(xué)的重要科學(xué)前沿之一。
　　電子在導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，存在能級(jí)躍遷，會(huì)釋放熱量，產(chǎn)生耗散。拓?fù)浣^緣體表面基于電子自旋來(lái)傳遞電荷，具有自旋動(dòng)量鎖定、拓?fù)浔Ｗo(hù)、無(wú)耗散邊緣態(tài)等特點(diǎn)，產(chǎn)生的熱量及耗散低，在半導(dǎo)體芯片等電子元器件制造領(lǐng)域擁有廣闊發(fā)展前景。
　　半導(dǎo)體芯片功能集成度不斷提高，其上容納的晶體管數(shù)量持續(xù)增多，發(fā)熱問(wèn)題日益突出。利用拓?fù)浣^緣體來(lái)制造半導(dǎo)體芯片，可以明顯改善芯片發(fā)熱問(wèn)題，并可以降低能耗，從而引發(fā)未來(lái)電子技術(shù)的新一輪革命。量子計(jì)算處理速度高、能耗低，可以替代晶體管計(jì)算，拓?fù)浣^緣體在量子計(jì)算機(jī)制造領(lǐng)域的應(yīng)用受到關(guān)注。
　　拓?fù)浣^緣體包括二維拓?fù)浣^緣體、三維拓?fù)浣^緣體。二維拓?fù)浣^緣體具有量子自旋霍爾效應(yīng)，也稱(chēng)為量子自旋霍爾絕緣體；三維拓?fù)浣^緣體具有表面支持自旋極化二維狄拉克費(fèi)米子的特點(diǎn)。
　　隨著科技進(jìn)步，已開(kāi)發(fā)問(wèn)世的拓?fù)浣^緣體產(chǎn)品種類(lèi)逐步增多。HgTe/CdTe量子阱（碲化汞/碲化鎘量子阱）為二維拓?fù)浣^緣體；BiSb（鉍銻合金）、Bi2Se3（硒化鉍）、Sb2Te3（碲化銻）、Bi2Te3（碲化鉍）等為三維拓?fù)浣^緣體。
　　在國(guó)外，2023年，荷蘭科學(xué)家研制出了首個(gè)由單元素組成的二維（2D）拓?fù)浣^緣體鍺烯，僅由鍺原子組成，相關(guān)研究發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》；同年，德國(guó)科研人員首次在拓?fù)浣^緣體中制造出激子，有助于新一代光控電腦芯片和量子技術(shù)研究，相關(guān)研究發(fā)表于《自然通訊》。
   在我國(guó)，中國(guó)科學(xué)院物理研究所方忠團(tuán)隊(duì)在4萬(wàn)多種非磁性材料中，篩選出了8千多種拓?fù)浣^緣體和拓?fù)浣饘�，完成的研究成果“拓�(fù)潆娮硬牧嫌?jì)算預(yù)測(cè)”獲得2023年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，其中包括成功發(fā)現(xiàn)首個(gè)量子反�；魻栃�應(yīng)絕緣體。我國(guó)其他拓?fù)浣^緣體相關(guān)研究機(jī)構(gòu)還有浙江大學(xué)、大連理工大學(xué)、清華大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)等。