Weakly-coupled quasi-1D helical modes in disordered 3D topological insulator quantum wires

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • J. Dufouleur - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • L. Veyrat - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • B. Dassonneville - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • E. Xypakis - , Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme (Autor:in)
  • J. H. Bardarson - , Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme (Autor:in)
  • C. Nowka - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • S. Hampel - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • J. Schumann - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • B. Eichler - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • O. G. Schmidt - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • B. Büchner - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • R. Giraud - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Université Grenoble Alpes (Autor:in)

Abstract

Disorder remains a key limitation in the search for robust signatures of topological superconductivity in condensed matter. Whereas clean semiconducting quantum wires gave promising results discussed in terms of Majorana bound states, disorder makes the interpretation more complex. Quantum wires of 3D topological insulators offer a serious alternative due to their perfectly-Transmitted mode. An important aspect to consider is the mixing of quasi-1D surface modes due to the strong degree of disorder typical for such materials. Here, we reveal that the energy broadening 3 of such modes is much smaller than their energy spacing ", an unusual result for highly-disordered mesoscopic nanostructures. This is evidenced by non-universal conductance fluctuations in highly-doped and disordered Bi2Se3 and Bi 2 Te 3 nanowires. Theory shows that such a unique behavior is specific to spin-helical Dirac fermions with strong quantum confinement, which retain ballistic properties over an unusually large energy scale due to their spin texture. Our result confirms their potential to investigate topological superconductivity without ambiguity despite strong disorder.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer45276
FachzeitschriftScientific reports
Jahrgang7
PublikationsstatusVeröffentlicht - 4 Apr. 2017
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 28374744

Schlagworte

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