Topologische Isolatoren sind Materialien, die sich im Volumen wie typische Isolatoren verhalten, jedoch mit einer inversen Bandlücke. Im Kontakt zu einem
Material mit einer normalen Bandlücke oder zum Vakuum muss sich diese Bandlücke zwangsläufig an der Grenzfläche schließen. Die sich dort ausbildenden
topologischen Zustände dispergieren linear, bilden also einen "Dirac cone" aus. Zudem ist der Spin senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Elektronen
ausgerichtet. Dies lässt zum einen auf eine verbesserte Leitfähigkeit hoffen, da Rückstreuprozesse, aufgrund der Notwendigkeit, dabei den Spin umzudrehen,
stark unterdrückt sein sollten, zum anderen macht dies topologische Isolatoren zu geeigneten Kandidaten für Spintronik. Die Bandstruktur kann mit zirkular
polarisiertem Licht spinsensitiv vermessen werden.
Die meisten topologischen Isolatoren sind Kristalle Van-der-Waals gebundener Schichten, die sich einfach im Vakuum mit Klebestreifen abziehen lassen.