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拓扑绝缘体和拓扑晶体绝缘体具有无能隙的表面态,分别受时间反演对称性和晶格对称性保护。基于这两种拓扑物质态可以产生许多新奇的量子效应,如量子反常霍尔效应（QAHE）和量子自旋霍尔效应（QSHE）。这些量子效应不仅为无耗散边缘态应用于低能耗电子器件提供了可能,还是拓扑磁电效应、拓扑超导电性等其他拓扑量子效应实现和研究的基础。但是,现有QSHE和QAHE材料往往结构复杂,难以制备,且需要极低的温度实现这些量子效应。因此寻找更加优越的材料体系对于QSHE和QAHE的研究至关重要。本论文介绍了我们结合分子束外延（MBE）、扫描隧道显微镜（STM）、角分辨光电子能谱（ARPES）、超导量子干涉仪（SQUID）和输运测量等技术对新型QAHE和QSHE材料体系的探索和研究。论文所取得的主要创新性结果如下:（1）发现并制备出了一种具有确定化学计量比、磁性元素有序排列的内禀磁性拓扑绝缘体:MnBi2Te4,其薄膜有可能是一种优秀的QAHE材料。我们利用交替生长Bi2Te3和MnTe的方法成功制备出了亚稳态的MnBi2Te4的单晶薄膜,并实现了对其层厚的精确调控。结合ARPES、磁性测量和第一原理计算,我们发现此材料在磁有序温度以上在厚度大于1 septuple-layer（SL,7原子层）时是三维拓扑绝缘体;低温下MnBi2Te4的每个SL具有长程铁磁序且易磁化轴方向指向面外,相邻SL间的磁化矢量呈反铁磁排列;具有奇数层厚的MnBi2Te4薄膜的能带具有非零陈数且磁能隙高达60 meV,有可能在较高温度显示QAHE。（2）在拓扑晶体绝缘体SnTe（111）薄膜中发现可通过电场开关的QSHE相存在的证据。我们对PbTe（111）上外延生长的SnTe（111）薄膜的能带结构随厚度和基底情况的变化进行了研究,发现了能隙大小随薄膜层厚增加呈振荡衰减,表明薄膜发生普通绝缘体到QSHE相的拓扑相变;通过PbTe与基底的电荷转移改变SnTe（111）薄膜的电场,我们实现了对此拓扑相变的调控。此项结果可以应用于实现无能耗QSHE边缘态的场效应器件。