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拓扑电子态是电子能带拓扑性质导致的一类新奇量子态。它可以分成拓扑绝缘态和最近几年新发现的拓扑半金属态。这两类拓扑态在凝聚态物理和材料科学中都受到广泛的关注。拓扑半金属的费米面上只存在能带交叉点,这些能带交叉点是晶格动量空间中的磁单极子。根据磁单极子在晶格动量空间中的分布,拓扑半金属可以分为Dirac 半金属,Weyl 半金属和Node-line 半金属这三类。前两种拓扑态,磁单极子在动量空间是孤立的点。