共形与非共形晶体中自旋轨道耦合绝缘体的填充约束

我们确定了晶格中电子填充的条件，以获得能带绝缘体的等价物——一种既没有对称性破缺也没有分数化激发的带隙绝缘体。我们允许强相互作用，这排除了自由粒子描述。先前扩展 Lieb-Schultz-Mattis 论证的方法以本质方式调用了自旋守恒，无法应用于物理上有趣的自旋轨道耦合系统情形。这里我们引入两种方法，第一种是基于纠缠的方案，第二种在适当的平坦“Bieberbach”流形上研究系统，以获得所有 230 个空间群的填充条件。这些方法仅假设时间反演而非自旋旋转不变性。结果关键取决于晶体对称性是否为共形。我们的结果澄清了何时可以基于无序的存在推断奇异基态的存在，并指出对实验实现材料的应用。还提到了涉及纯自旋模型的新情形的推广。