表面无序对三维量子霍尔系统手性表面态的影响

我们研究了表面无序对三维量子霍尔系统手性表面态的影响。利用转移矩阵方法，我们发现弱无序 regime 下表面态沿磁场方向的局域化长度随表面无序强度减弱而减小，而在强无序 regime 下却反常增大。在强无序 regime 下，表面态主要位于第一内层的向内层以规避最外层中的强无序。该局域化长度的反常增大可由一个有效模型解释，该模型将表面层上的强无序映射为第一内层上的弱无序。我们的工作表明表面无序可作为控制表面态沿磁场方向输运行为的有效手段。我们还研究了不同表面无序强度下准一维（1D）regime 内表面态电导全分布 P(g) 受表面无序的影响。特别地，我们发现准一维金属 regime 中 P(g) 为高斯型，而准一维绝缘 regime 中为对数正态型。在交叉 regime 中，P(g) 呈现高度非平凡形式，其形状与无时间反演对称的弱无序准一维导线由 Dorokhov-Mello-Pereyra-Kumar 方程所得结果一致。我们的结果表明 P(g) 完全由平均电导决定，与系统细节无关，符合单参数标度假设。