三维拓扑绝缘体在最近十余年里吸引了众多物理学家的目光并且成为凝聚态物理学的前沿领域。这类材料体内是绝缘体,表面存在无能隙的、受时间反演对称性保护的金属表面态。拓扑绝缘体有很多独特的物理性质有待研究,而且在与其他材料形成的界面处会产生新奇的物理现象,这也为基础物理学的一些难题提供了新的解决途径。例如,在拓扑绝缘体-磁性薄膜界面寻找磁单极子；在拓扑绝缘体-超导体界面寻找马约拉纳费米子。而且,拓扑绝缘体的发现和研究并非只有理论上的意义,由于电子在其表面的运动耗散很低,这类材料在量子计算中有着潜在的应用前景。本文中,我们首先尝试了在三维拓扑绝缘体Bi2Te3表面制备Pb薄膜,通过低温沉积Pb原子再逐步升温退火,我们得到了原子级平整的亚单层Pb薄膜。我们使用低温扫描隧道显微镜系统探测了退火温度对形貌的影响,并且对最终形成的薄膜进行了形貌表征。X射线光电子能谱(XPS)测量结果确定了Pb的价态,并且表明Pb并没有和Bi2Te3发生反应。这种拓扑绝缘体-超导体的原子级界面对进一步研究其界面相关的物理现象提供了材料平台,我们的生长方法也为类似体系的制备提供了参考。要想把拓扑绝缘体投入实际应用,还有许多问题有待解决。例如,目前对于拓扑绝缘体的电子结构表征一般在超高真空的环境中进行,但是实际应用中难免接触大气环境,拓扑绝缘体的性质主要由表面决定,其表面是否与常见的气体发生反应,表面态在反应过程中是否会变化,都是很有意义的研究课题。本文使用扫描隧道显微镜研究了Bi2Te3与水的反应,我们逐步增加水的沉积量,并且记录了各个沉积量的形貌图和STS谱。发现只有表面的1个QL (Quintuple Layer)参与反应,结合STM形貌图和STS谱,我们对反应机理进行了推测,认为Bi2Te3与水反应后生成了H2Te和Bi的bilayer结构,而H2Te在常温下为气态,会从表面脱附。为了验证我们的猜想,随后进行了低温沉积实验,并观测到了之前没有见过的结构,这被认为是聚集成团簇的H2Te。我们的实验展现了Bi2Te3与水反应的渐变过程,并给出了比较合理的解释。另外,我们还对比了氧气的实验,发现氧气与Bi2Te3表面并没有直接的化学反应。