拓扑半金属是凝聚态物理中的一种新颖材料现象，它源于数学拓扑学的引入，为理解物质系统的独特量子行为提供了新视角。这种材料的特性在于其费米面附近的体态能带交叉，形成无能隙电子态，且能带交叉点的态密度为零，根据简并度和动量空间分布的不同，可分为狄拉克、外尔、节点线和三重简并等多种类型。

狄拉克半金属的代表性例子是Na3Bi和Cd3As2，前者在理论计算中发现具有狄拉克点，而后者不仅有三维狄拉克点，还显示出良好的量子调控性能。外尔半金属则以TaAs和NbAs等非磁性材料为代表，它们在非中心对称下拥有12对手性相反的Weyl点，实验观测证实了这些材料的外尔特性。

节点线半金属的概念提出于2011年，指出能在拓扑绝缘体中找到这种线状能带的材料。方忠院士团队预测了ZrSiS系列可能是节线半金属，并在实验上确认了其特征。而三重简并半金属的发现则是在WC型材料中，朱子明等人观察到了受保护的三重能带交叉，进一步证实了这种新型拓扑准粒子的存在。

这些拓扑半金属材料的发现与理论预测，不仅丰富了我们对量子材料的理解，也为未来的电子器件和量子计算等领域提供了新的可能。通过深入研究，科学家们期待发现更多这类材料的独特性能和应用潜力。