拓扑晶体绝缘体中涡旋马约拉纳零能模的大规模模拟

已知拓扑晶体绝缘体能在单个涡旋中支持多个马约拉纳零能模（MZM），其杂化被磁镜面对称性 $M_T$ 所禁止。由于扫描隧道显微镜的能量分辨率有限，且平庸束缚态的能量间距极小，直接探测和证明多个 MZM 的存在仍然具有挑战性。在这项工作中，我们提出通过研究多个 MZM 在对称破缺场中的杂化来证明 MZM 的存在。平庸束缚态和 MZM 的不同响应可以从它们在涡旋中的空间分布推断出来。然而，理论模拟要求极高，因为它需要一个极大的实空间系统。通过利用核多项式方法，我们可以高效地模拟超过 $10^8$ 个轨道的大晶格，以计算局域态密度，从而弥合基于最小模型的理论研究与实验测量之间的鸿沟。我们表明，在倾斜磁场中，MZM 和平庸涡旋束缚态的空间分布确实存在显著差异。当磁场保持 $M_T$ 时，零偏压峰被拉长；而当 $M_T$ 被破坏时，零偏压峰分裂，从而产生各向异性的磁响应。由于 SnTe 的体态是金属性的，我们还研究了 MZM 对体态的鲁棒性，并阐明了 MZM 何时能产生显著的各向异性磁响应。