三维拓扑绝缘体的相互作用表面态

我们数值研究了存在强电子-电子相互作用时的强拓扑绝缘体表面态。我们选择球形拓扑绝缘体几何结构，使得表面便于进行有限尺寸分析。单粒子问题映射为球面上Landau轨道的问题，球心处有一个单位强度磁单极子，且对相反自旋的电子具有相反符号。假设密度-密度接触相互作用，我们分别在吸引和排斥相互作用下发现了超导相和反常（量子）霍尔相，以及不同相之间的手征费米子和手征Majorana费米子边界模式。我们的设置非常适合寻找可由定制表面相互作用分布微观稳定的拓扑有序表面终止态。