青山學院大學春山純二副教授（研究時：東京大學固體物理研究所）、美國加州大學勝本信吾教授、吳汝謙教授領導的研究小組，成功將石墨烯轉化為拓撲絕緣體.
石墨烯是僅由碳構成且僅具有一個原子的片狀物質，具有極強的耐久性和良好的導電性，可通過外加電壓進行控制，因此作為下一代電子器件材料備受矚目...另一方面，拓撲絕緣體是僅在界面出現金屬態的物質，有望應用於自旋電子學。
石墨烯是一種模型材料，理論上首次預測出拓撲絕緣體，但實際上它的組成原子很輕，因此不具備拓撲絕緣體所需的強自旋軌道相互作用。因此，在本研究中，我們試圖通過在石墨烯上少量分佈由鉍和碲等重原子組成的超細粒子來引入自旋軌道相互作用。由於是極少量的細顆粒，保留了源自石墨烯的能帶結構，但通過量子隧穿效應在碳晶格和細顆粒之間引入了自旋軌道相互作用，通過控制來表達拓撲絕緣體狀態從外部施加的電壓。做。
通過導電測量、狀態密度測量和第一性原理計算驗證了這一點，首次證實了在石墨烯中出現了拓撲絕緣體狀態。
由於這一結果能夠賦予石墨烯拓撲特性，這也可用於電子設備，因此預計未來應用的可能性將大大擴大，包括自旋電子學和谷電子學。
