Topologische Isolatoren sind eine neue, vor wenigen Jahren entdeckte Materialklasse (siehe CLB 08/09-2011, S. 336 - 345: Spintronik). Ihre herausragende Eigenschaft besteht darin, im Inneren elektrisch isolierend zu sein, an der Oberfläche bilden sie jedoch leitende Zustände aus. Das Besondere an topologischen Isolatoren ist die extreme Stabilität ihrer Oberflächenzustände. Wissenschaftler vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) haben nun in Bismutselenid (Bi2Se3), dem derzeit bekanntesten topologischen Isolator, den Oberflächenzustand auch noch nach Beschichten der Oberfläche mit Eisen beobachtet.

Topologische Isolatoren wurden im Jahr 2005 postuliert und werden inzwischen in vielen Experimenten beobachtet. In der Mathematik beschäftigt sich die Topologie mit Größen, die unter kontinuierlicher Veränderung konstant bleiben. Topologisch gesehen ist eine typische Kaffeetasse dasgleiche wie ein Rettungsring: Beides sind Körper mit einem Loch drin :)

Um topologische Isolatoren einmal in einen größeren Zusammenhang einzuordnen: Es ergeben sich Kontakte zur Supraleitung, zu exotischen Teilchen (Majorana-Fermionen) sowie zu Quantencomputern.