拓扑绝缘体作为一个新奇的量子物态，在理论上和实验上都受到了广泛关注。这也鼓舞了人们对其他的拓扑材料的研究，如：拓扑晶体绝缘体、狄拉克和外尔半金属、拓扑近藤绝缘体等。在重费米子体系中，巡游电子与局域磁矩之间的相互作用会使得在低温下态密度产生能隙，当化学势落在这一能隙中时，体系就成为近藤绝缘体。有强自旋-轨道耦合的近藤绝缘体则有可能产生拓扑保护的表面态，形成所谓的拓扑近藤绝缘体。拓扑近藤绝缘体有着丰富的奇异物性。
SmB6是最早发现的重费米子材料之一，其研究已经有五十多年的历史。最近几年人们发现SmB6正是拓扑近藤绝缘体。SmB6有着奇特的电学性质：在几个开尔文之上，其电阻率呈现绝缘体行为；而随着温度的进一步降低，电阻率却趋于饱和。这是因为在较高温区，电阻率由体的热激发主导，在中间温区由于能隙打开（近藤绝缘体），体的贡献逐渐消失，到低温时电阻率由金属性的表面态（拓扑近藤绝缘体）信号主导。SmB6中金属性的表面态的存在已经得到了一系列实验的证实。
虽然电输运实验表明低温下SmB6的体内不存在电荷载流子，但是2015年剑桥大学卡文迪许实验室Sebastian研究组的量子振荡实验【B. S. Tan et al., Science 349, 287 (2015)】宣称在绝缘的SmB6的体内存在多个费米面，这与输运实验是矛盾的。这一结果立即引起了广泛关注【J. D. Denlinger et al., arXiv:1601.07408; O. Erten et al., Phys. Rev. Lett. 116, 046403 (2016); J. Knolle et al., Phys. Rev. Lett. 115, 146401 (2015); L. Zhang et al., Phys. Rev. Lett. 116, 046404 (2016); A. Thomson et al., Phys. Rev. B 93, 125103 (2016); G. Baskaran, arXiv:1507.03477】，其中对这一矛盾较可能的解释是SmB6的体中可能存在无能隙且电中性的自由度，如果这些电中性的模式形成了类似费米海的结构，就可以产生dHvA 振荡信号，因而从理论上提出SmB6的体态可能是马约拉纳费米液体或有自旋子费米面的自旋液体等。验证这些电中性模式在SmB6中是否存在成为一个急需解决的重要问题。复旦大学李世燕研究组通过对高质量SmB6单晶进行极低温热导率测量，排除了SmB6的体内存在这种电中性模式的可能性，从而为SmB6的量子振荡实验的理论解释提供了很强的约束。具体的研究进展如下：
李世燕研究组对高质量的SmB6单晶进行了极低温（0.1 K）和强磁场（至14.5 T）下的热导率测量，主要结果如图1所示。不同于电输运测量，热导率既可以探测带电激发，也可以探测电中性激发，是提供体系低能激发完整图像的理想手段。如果SmB6的体中确实存在无能隙的电中性的费米激发，那么热导率上将会表现出与普通的绝缘体的纯声子行为（~T3）不同的标度律（~T）。也就是说，可以通过热导率是否存在剩余线性项来判断SmB6中是否存在无能隙的电中性费米激发。当用热导率除以温度作为纵轴，温度（或其幂）作为横轴作图时，热导率拟合曲线外延到零温，在纵轴上的截距就是剩余线性项。从图1中可以看出，不管是零场还是加场，剩余线性项基本都趋近于0。这一结果排除了SmB6的体中存在无能隙的电中性费米激发(如标量马约拉纳费米子或自旋子)的可能性，也排除了体费米面的存在。
图 1：SmB6单晶在无外磁场和8 T、14.5 T 外磁场下的极低温热导率数据及其拟合结果。可以清楚地看到，无论在零场或加场的环境下，SmB6单晶热导率的剩余线性项都趋近于0。
该研究成果于2016年6月17日发表在美国《物理评论快报》【Y. Xu et al., Phys. Rev. Lett. 116, 246403 (2016)】，论文第一作者为复旦大学物理系博士研究生徐杨同学，通讯作者为复旦大学物理系李世燕教授。该工作中的SmB6单晶样品由中国科学技术大学吴涛教授、陈仙辉院士课题组提供。该项目受到国家自然科学基金委、科技部、以及上海市教委和科委的资助。本研究成果是人工微结构科学与技术协同创新中心成员间通力合作完成的，论文作者中吴涛教授、陈仙辉院士及通讯作者李世燕教授都是协同创新中心的成员。