拓?fù)潆娮硬牧希瑩碛歇?dú)特結(jié)構(gòu)，具有特殊的拓?fù)潆娮犹匦裕钱?dāng)前凝聚態(tài)物理學(xué)研究的熱點(diǎn)。
由于電阻存在，半導(dǎo)體芯片運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)熱，利用內(nèi)部為超導(dǎo)體、沒有電阻的新型拓?fù)潆娮硬牧线M(jìn)行電子傳輸，可以改善芯片發(fā)熱問題，并降低能耗，進(jìn)而可以應(yīng)用在高處理速度的量子計(jì)算機(jī)、低能耗的電子器件等研制領(lǐng)域。
拓?fù)潆娮硬牧现饕型負(fù)浣^緣體、外爾半金屬、狄拉克半金屬等。拓?fù)浣^緣體的特點(diǎn)是拓?fù)浔Ｗo(hù)的表面態(tài)、量子自旋霍爾效應(yīng)和量子反常霍爾效應(yīng)等；外爾半金屬具有零能隙外爾點(diǎn)成對(duì)、表面態(tài)費(fèi)米弧自旋極化、負(fù)磁阻效應(yīng)等特點(diǎn)；狄拉克半金屬理論上可以通過參數(shù)調(diào)節(jié)來轉(zhuǎn)變?yōu)橥負(fù)浣^緣體、外爾半金屬、拓?fù)涑瑢?dǎo)體等其他拓?fù)湮飸B(tài)。
2024年6月，中國科學(xué)院物理研究所團(tuán)隊(duì)完成的“拓?fù)潆娮硬牧嫌?jì)算預(yù)測”，獲得2023年度國家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，其發(fā)現(xiàn)包括：成功發(fā)現(xiàn)首個(gè)量子反常霍爾效應(yīng)絕緣體，成功發(fā)現(xiàn)首個(gè)狄拉克半金屬和首個(gè)外爾半金屬，提出并實(shí)現(xiàn)了判別拓?fù)湫再|(zhì)的普適計(jì)算方法。此外，河北工業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)一直致力于拓?fù)潆娮宇I(lǐng)域中的新材料、新物性與新應(yīng)用研究。
自旋是電子的固有屬性，研究擁有電子自旋現(xiàn)象的拓?fù)潆娮硬牧希梢酝苿?dòng)自旋電子學(xué)進(jìn)步。自旋電子學(xué)也稱磁電子學(xué)，符合自旋電子學(xué)性質(zhì)的材料具有電子傳輸、自旋、磁矩等特性。日本東京工業(yè)大學(xué)提出了一種使用拓?fù)洳牧现邢嚓P(guān)電子自旋現(xiàn)象的新策略，將拓?fù)浣^緣體與鐵磁半導(dǎo)體結(jié)合在一起，為基于自旋的磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）研究奠定了基礎(chǔ)。
新思界
行業(yè)分析人士表示，我國政府對(duì)拓?fù)潆娮硬牧霞夹g(shù)發(fā)展的關(guān)注度正在提高，2024年8月，工信部發(fā)布國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新型顯示與戰(zhàn)略性電子材料”重點(diǎn)專項(xiàng)2024年度項(xiàng)目申報(bào)指南，將高性能空間智能計(jì)算關(guān)鍵拓?fù)洳牧霞白孕壍谰仉娮悠骷芯苛腥搿Ｎ磥恚S著研究的深入和技術(shù)的進(jìn)步，拓?fù)潆娮硬牧嫌型诙鄠�(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。
