Топологические изоляторы проводят ток только на поверхности, а внутри остаются изоляторами — аномалия открыта в 2007 году.

Топологические изоляторы — это квантовые материалы с необычным поведением: их объём не проводит электричество, но поверхность идеально проводит ток. Это явление открыли в 2007 году учёные Чарльз Кейн и Юджин Меле, которые теоретически предсказали существование защищённых электронных состояний на границе такого материала. Их работа показала, что электроны на поверхности движутся без потерь энергии благодаря так называемой топологической защите — математическому свойству, которое делает эти состояния устойчивыми к дефектам кристаллической решётки и загрязнениям. На практике это означает, что даже если поверхность покрыта примесями или имеет множество микротрещин, электроны продолжают беспрепятственно бежать по определённым путям. Значимость этого открытия для науки и технологий огромна. Топологические изоляторы рассматриваются как платформа для создания энергоэффективной электроники, где теряется минимум энергии на нагрев — проблема, которая сегодня критична для современных компьютеров и мобильных устройств. Ещё более амбициозное применение — создание отказоустойчивых квантовых компьютеров, где информация кодируется в топологически защищённых состояниях, что естественно защищает её от ошибок, вызванных шумом и деградацией. Любопытный парадокс в том, что внутренний объём остаётся полным диэлектриком и не участвует в проводимости, тогда как самый тонкий поверхностный слой толщиной в несколько нанометров становится отличным проводником.