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�；魻栃�(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)動時，存在能級躍遷，會釋放熱量，產(chǎn)生耗散。拓?fù)浣^緣體表面基于電子自旋來傳遞電荷，具有自旋動量鎖定、拓?fù)浔Ｗo(hù)、無耗散邊緣態(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)熱問題日益突出。利用拓?fù)浣^緣體來制造半導(dǎo)體芯片，可以明顯改善芯片發(fā)熱問題，并可以降低能耗，從而引發(fā)未來電子技術(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，已開發(fā)問世的拓?fù)浣^緣體產(chǎn)品種類逐步增多。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。
　　在國外，2023年，荷蘭科學(xué)家研制出了首個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《物理評論快報(bào)》；同年，德國科研人員首次在拓?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，中國科學(xué)院物理研究所方忠團(tuán)隊(duì)在4萬多種非磁性材料中，篩選出了8千多種拓?fù)浣^緣體和拓?fù)浣饘伲瓿傻难芯砍晒巴負(fù)潆娮硬牧嫌?jì)算預(yù)測”獲得2023年度國家自然科學(xué)獎一等獎，其中包括成功發(fā)現(xiàn)首個量子反常霍爾效應(yīng)絕緣體。我國其他拓?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。