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拓扑结构与强相互作用之间的耦合催生了多种奇异量子相，包括分数量子霍尔态（FQH）及其晶格类比物——分数量子陈绝缘体（FCI）。这类拓扑有序态具有分数量化激发特性，对于自旋体系常伴随铁磁性和斯格明子出现。该研究团队通过扩展哈伯德模型的最近邻相互作用，在方格晶格中研究了自旋费米子的霍夫斯塔特-哈伯德模型。利用大规模密度矩阵重整化群（DMRG）模拟，研究人员观测到自旋极化的1/3-Laughlin型FCI相，其显著特征包括量子化的多体陈数、有限电荷间隙及隐藏的非对角长程序。该工作进一步探究了ν=1填充下的量子霍尔铁磁体及其掺杂产生的斯格明子激发，特别发现最近邻排斥作用足以在ν=1附近稳定基态中的粒子型与空穴型斯格明子，但在ν=1/3区域未发现类似结构。该研究提出的诊断工具箱基于局域密度、关联函数和自旋分辨观测量，可直接应用于量子气体显微实验。这些发现为超冷原子和电子系统中探索具有自旋织构的FCI开辟了新路径。