关联费米子的量子自旋霍尔密度波绝缘体

我们提出了一种新型拓扑量子序的理论，该量子序由自旋轨道密度波序参量驱动，并以 $Z_2$ 拓扑不变量为特征。我们证明，当两个反向极化的手性能带[由 Rashba 型自旋轨道耦合 $\alpha_k$ 产生，$k$ 为晶体动量]被一个特殊波矢 ${\bf Q}\sim(\pi,0)/(0,\pi)$ 显著嵌套时，会在不同子晶格之间诱导手性的空间调制反转（$\alpha_{k+Q}=\alpha_k^*$）。所得的量子序参量破坏了平移对称性，但保留了时间反演对称性。它本质上与每个密度波传播方向上的 $Z_2$ 拓扑不变量相关联。因此，它在二维中给出了一种弱拓扑绝缘体，具有偶数个自旋极化边界态。该相类似于量子自旋霍尔态，不同之处在于此处的时间反演极化是空间调制的，因此被称为量子自旋霍尔密度波（QSHDW）态。通过调节自旋轨道耦合强度和化学势以满足特殊的嵌套条件，该序参量可以在量子线或准二维系统中实现或人工制备。