自旋轨道费米梯中的分数量子拓扑绝缘体前驱态

我们研究了具有自旋轨道耦合的相互作用费米梯中分数量子拓扑绝缘体（FTI）的前驱态。在微观驱动的玻色化方法框架内，我们考察了在每种自旋分数有效填充 $\nu=1/3$ 下，依赖于同自旋与自旋间相互作用的不同竞争相。在自旋解耦极限中，我们发现中等程的强排斥相互作用可能导致一种部分能隙态，其包含准一维 Laughlin 相的两个时间反演副本。该 FTI 前驱态与显示准长程密度波序的腿间部分能隙相竞争，但若相互作用具有合适的各向异性，或在腿空间内足够接近 SU($2$) 对称性，则该前驱态可被稳定。当 FTI 相存在时，它对小的自旋间相互作用具有中等程度的鲁棒性；这些相互作用引入了具有轨道反铁磁与键密度波特征的部分能隙竞争相。对 FTI 前驱态区域进行强耦合分析，我们发现自旋间相互作用的主要效应是诱导前驱 FTI 边缘模之间的关联准粒子背散射。尽管该过程与拓扑相竞争，我们通过考虑梯阵列表明，在逼近二维情形时其影响可能消失。考虑时间反演对称性破缺扰动，我们还描述了一个在每半周期绝热泵浦 $1/6$ 电荷的协议，从而提供了在单梯区域即已出现的量子化 FTI 特征。