拓扑绝缘体磁隧道结：通过折叠实现量子霍尔效应与分数电荷

我们描述了在铁磁层影响下二维和三维耦合拓扑绝缘体之间的隧穿特性。我们探索了这些系统展现整数量子霍尔物理和局域分数电荷的条件，并考虑了二维情况下的相互作用效应。我们证明隧穿效应在拓扑上等价于样品几何的某种变形或折叠。我们的关键进展在于认识到量子霍尔或分数电荷物理可以仅出现在单个磁体存在的情况下，而先前的方案分别涉及拓扑绝缘体表面或边缘的磁畴壁。我们给出了说明性的拓扑折叠论证来证明我们的结果，并表明对于二维情况，即使在存在相互作用的情况下，我们的结果也是稳健的。