由青山学院大学春山纯二副教授（研究时：东京大学固体物理研究所）、胜本慎吾教授和加州大学吴汝倩教授领导的研究小组成功将石墨烯转化为拓扑绝缘体。
石墨烯是一种仅由碳构成且只有一个原子的片状物质，极其耐用且具有良好的导电性，并可通过外加电压进行控制，因此作为下一代电子器件材料备受关注……另一方面，拓扑绝缘体是仅在界面出现金属态的物质，有望应用于自旋电子学。
石墨烯是理论上首次预测拓扑绝缘体的模型材料，但实际上，其组成原子很轻，因此不具备拓扑绝缘体所需的强自旋轨道相互作用。因此，在本研究中，我们试图通过在石墨烯上少量分布由铋和碲等重原子组成的超细粒子来引入自旋轨道相互作用。由于是极少量的细颗粒，因此保留了源自石墨烯的能带结构，但通过量子隧穿效应在碳晶格和细颗粒之间引入了自旋轨道相互作用，通过控制来表示拓扑绝缘体状态从外部施加的电压。做。
通过电导率测量、态密度测量和第一性原理计算验证了这一点，首次证实了在石墨烯中出现了拓扑绝缘体状态。
由于该结果能够赋予石墨烯拓扑特性，这也可用于电子设备，因此预计未来应用的可能性将大大扩展，包括自旋电子学和谷电子学。
