科学智库--拓扑绝缘体国际发展态势分析

拓扑绝缘体国际发展态势分析

出版日期：2015-06 ISBN：978-7-03-044422-6 丛书：国际科学技术前沿报告中图法分类：N1

内容提要

拓扑绝缘体是最近几年发现的一种全新的量子物态，是目前凝聚态物理学最活跃的研究前沿之一。拓扑绝缘体研究不仅对探索和发现新的量子现象具有重要意义，而且具有巨大的应用前景和市场潜力，因此各国政府制订了一系列针对拓扑绝缘体的研发计划。美国通过国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）、国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）和美国能源部（United States Department of Energy，DOE）等机构进行了部署，已形成“自由探索—器件开发—能源应用”的研究体系，中国通过国家自然科学基金委员会（简称基金委）、科技部和中国科学院等机构对拓扑绝缘体开展了深入研究，日本、德国和欧盟也都设立了重大研究计划对拓扑绝缘体进行重点研究。

本报告对拓扑绝缘体研究论文和专利进行了定量分析，发现世界各国对拓扑绝缘体研究保持了很高的热度。美国和中国是研究论文发表最多的国家，是在拓扑绝缘体研究领域的科研活动最活跃的两个国家。中国科学院和斯坦福大学是拓扑绝缘体论文发表最多的机构。拓扑绝缘体相关技术的专利申请在2010年后才出现，其专利受理主要集中在中国国家知识产权局和美国专利商标局。专利申请量最多的3个专利权人都是中国的机构，这反映出中国科学家对拓扑绝缘体专利的重视。目前，拓扑绝缘体专利申请的主要技术方向包括半导体器件、非金属元素的二元化合物、纳米结构的制造或处理、晶体生长、霍尔效应器件、激光器等。

基于这些特点，本报告建议，中国应从国家层面对拓扑绝缘体研究进行战略布局，打造从基础研究到应用的全方位研究体系；集中资源和力量，力争取得重大原创性突破；积极开发关键技术，建立核心专利保护网，力争在未来的电子产业应用中处于领先地位。