拓扑绝缘体表面无序的“全息”处理

表面无序对电子系统的影响对于具有表面与边缘态的拓扑相尤为有趣。利用精确对角化，已证明三维拓扑绝缘体的表面态在强表面无序下存活，并简单地被推至体态的洁净部分。本文探讨一种新方法，其解析地消除洁净体态，并将一个 $D$ 维问题化简为 $(D-1)$ 维无序表面内的哈密顿量对角化问题。这种复杂度的急剧降低使得能够分析比精确对角化可能处理的系统大得多的系统。我们利用该方法分析具有非磁与磁性边缘杂质的二维拓扑自旋霍尔绝缘体，并计算零能本征态的概率密度（或局域态密度）作为边缘平行动量与层指数的函数。我们的分析揭示，达到热力学极限行为所需的系统尺寸随无序增加而增大。我们还计算了边缘电导作为无序强度的函数，并描绘了标志跨越至热力学极限的特征长度尺度的下界。