Three-dimensional topological insulators are materials that have a bulk band gap like a traditional insulator, but which hold topologically protected conducting surface states. In this thesis we present a numerical analysis of the surface states of topological insulator nanowires in the tight-binding approximation. We carry out the calculations at zero temperature under the presence of coaxial and perpendicular magnetic fields using Dirac Hamiltonians to model the surface. The results are obtained using Kwant, a Python package first developed in 2014 by Groth et al. for the purpose of aiding in the creation of quantum transport simulations in tight-binding models. The main focus is the self-contained and complete study of the behaviour of the conductance in clean and disordered systems, as well as to serve as an introduction to Kwant. We first study the main properties of quantum transport in mesoscopic systems, and present the scattering problem in the tight-binding approximation, which is the one treated in Kwant. We review the main properties of topological insulators, as well as the history of their discovery. We then present Kwant in detail, and illustrate its inner workings by considering the example of a clean wire. We study clean wires and show the existence of the perfectly transmitted mode under a coaxial magnetic field, obtain the quantisation of the conductance expected from the Laundauer-Büttiker formalism, and recover Fabry-Pérot oscillations when considering highly doped leads. We discuss how disorder can be introduced in our systems to simulate more realistic models, analyse its effects in the period of the conductance oscillations, and recover the robustness to disorder of the perfectly transmitted mode. Finally, we comment on how this thesis can be expanded to cover a wider range of systems and phenomena.

Tredimensionella topologiska isolatorer är material som har ett bulkbandgap som traditionella isolatorer, men som har topologiskt skyddade ledande yttilstånd. I detta arbete presenterar vi en numerisk analys av yttilstånden hos topologiska isolator nanotrådar i tight-binding approximationen vid nolltemperatur, under närvaron av koaxiala och vinkelräta magnetfält med användning av Dirac-Hamiltonians för att modellera ytan. Resultaten erhålls med hjälp av Kwant, ett Python-paket som först utvecklades 2014 av Groth et al. i syfte att underlätta skapandet av simuleringar för kvanttransport i tight-binding modeller. Huvudfokus ligger på en självständig och komplett studie av beteendet hos konduktansen i rena och oordnade system, samt att fungera som en introduktion till Kwant. Vi studerar först de huvudsakliga egenskaperna hos kvanttransport i mesoskopiska system och presenterar spridningsproblemet i tight-binding approximationen, vilket är det som behandlas i Kwant. Dessutom går vi igenom de viktigaste egenskaperna hos topologiska isolatorer, samt deras upptäckthistoria. Sedan pre- senterar vi Kwant i detalj och illustrerar dess inre funktioner genom att titta på en ren tråd. Vi studerar rena trådar och visar förekomsten av det perfekt överförda läget under ett koaxialt magnetfält, erhåller kvantiseringen av den förväntade konduktansen från Laundauer-Büttiker-formalismen och återfår Fabry-Pérot-oscillationer när vi överväger starkt dopade ledare. Sedan diskuterar vi hur oordning kan införas i våra system för att simulera mer realistiska modeller, analysera dess effekter under tiden för oscillationer vid konduktans och återfå robustheten mot oordning av det perfekt överförda läget. Slutligen kommenterar vi hur detta arbete kan utvidgas för att täcka ett bredare spektrum av system och fenomen.