神秘新材料既是导体和绝缘体

自英国剑桥大学的团队在实验室中发现了具有神奇电气特性的材料SmB6。并验证了其确实是拓扑绝缘体（近藤绝缘体），在一定条件下（低温）该材料表面表现出金属 性质的导电特质，在材料体内却表现出了绝缘体特征。即同时既为导体和绝缘体，拓展了材料导电特性的新种类。挑战了人们对于传统金属和绝缘材料的理解。

该研究小组由Suchitra Sebastian教授领导，发现了一种相当特有以及难以解释的材料SmB6，在室温下是良导体。而在50K的低温下，该材料则变成了内部电子间行为非常复杂且相互作用特殊的拓扑绝缘体。

拓扑绝缘体是一种具有新奇量子特性的物质状态，为近几年来物理学的重要科学前沿之一。传统上固体材料可以按照其导电性质分为绝缘体、导体和半金属，其中绝缘体材料在其费米能处存在着有限大小的能隙，因而没有自由载流子；金属材料在费米能级处存在着有限的电子态密度，进而拥有自由载流子；半金属材料在费米能处没有能隙，但是费米能级处的电子态密度仍然为零。而拓扑绝缘体是一类非常特殊的绝缘体，从理论上分析，这类材料的体内的能带结构是典型的绝缘体类型，在费米能处存在着能隙，然而在该类材料的表面则总是存在着穿越能隙的狄拉克型的电子态，因而导致其表面总是金属性的。拓扑绝缘体这一特殊的电子结构，是由其能带结构的特殊拓扑性质所决定的。