拓扑绝缘体纳米线中的无序效应

具有量子化表面子能带谱的三维拓扑绝缘体（TI）纳米线作为马约拉纳束缚态（MBS）器件的主要组成部分被研究。然而，已知此类纳米线具有较大浓度 $N \sim 10^{19}$ cm$^{-3}$ 的库仑杂质。人们认为，仅当随机库仑势的长程涨落振幅 $\Gamma$ 小于子能带间隙 $\Delta$ 时，MBS 器件才能工作。在此，我们计算了近期实验研究的大介电常数 (Bi$_{1-x}$Sb$_x$)$_2$Te$_{3}$ 纳米线处于小介电常数环境（无超导体）中的 $\Gamma$。我们表明，由这种介电常数对比所提供的、杂质电场在纳米线内的限制，使得更远的杂质也能对 $\Gamma$ 产生贡献，导致 $\Gamma \sim 3\Delta$。我们还计算了由于库仑杂质和中性杂质散射引起的 TI 纳米线电阻随费米能级和载流子浓度的变化，并在 $N \gtrsim 10^{18}$ cm$^{-3}$ 时未发现有可观测的与离散子能带谱相关的振荡。