拓撲絕緣體的神奇世界（1）

拓撲絕緣體是凝聚態(tài)物理近幾年的熱點。這些材料擁有奇異的物理效應，即表面導電但是內部絕緣。那究竟什么是拓撲絕緣體？為何它擁有這種奇異的特性？ 

我們所說的拓撲絕緣體在概念上與普通的絕緣體是對立的。但拓撲相變可以讓普通絕緣體變成拓撲絕緣體，也可以讓一個類型的拓撲絕緣體變成另一種類型的拓撲絕緣體。

什么是拓撲相變

一般來說，物質的相與物質的對稱性有著密切的聯(lián)系。普通的相變意味著對稱性的改變。舉個簡單的例子，水有三種常見的相：冰，液態(tài)水，水蒸氣。冰具有晶體結構，一般呈現(xiàn)六角晶格。這種六角晶格擁有空間平移對稱性，因為晶格是周期性的，此外還有旋轉加鏡像對稱性。冰晶體的空間群為P63cm，對應的12種對稱性不變操作參見下圖。