半填满共轨莫耳克 Chern 带中最小的分数拓扑绝缘体

我们提出一种“最小”的分数拓扑绝缘体 (mFTI)，灵感来自于最近在过渡金属硫化物莫耳克体系中观察到的总填充因子为 $\nu_{\rm tot} = 3$ 时的 FTI 信号报告。观察到的 $\nu_{\rm tot} = 3$ 的 FTI 可能由一种位于两个半填满的共轨 Chern 带（Chern 数为 $C=\pm 1$）中的拓扑态构成，这些带位于另一对完全填满的共轨 Chern 带之上。我们将 mFTI 作为半填满共轨 Chern 带中的一种强候选拓扑态。mFTI 的特征包括：（1）它是一种全间隙拓扑序 (TO)，若将电子视为平凡，则具有16个阿贝尔任何子（包括电子则为32个）；（2）最小电荷的任何子携带电荷 $e^* = e/2$，并伴随分数量子 spin-Hall 电导，表明只要时间反演对称性和电荷守恒存在，mFTI 的无能隙边缘态就具有鲁棒性；（3）mFTI 之所以称为“最小”，是因为它在给定电子填充因子和相同 Hall 输运条件下，所有 TO 中具有最小的总量子维数（用于衡量 TO 的复杂性）；mFTI 也是唯一遵守时间反演对称性的 TO；（4）mFTI 是多个谷 valley 解耦“产品 TO”（具有更大的量子维数）的共同后代。它也可以被视为对多个对称保护拓扑态进行 gauging 的结果。可以为一对 $1/q$ 填满的共轨 Chern 带构建类似的 mFTI。我们通过稳定性分析这些 mFTI 之间无能隙界面之间的关系来对其进行分类。