| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 第一章 引言 | 第14-28页 |
| 1.1 拓扑绝缘体概述 | 第14-19页 |
| 1.1.1 绝缘体拓扑性的引入 | 第14-17页 |
| 1.1.2 拓扑绝缘体边缘态电子结构 | 第17-19页 |
| 1.2 Dirac电子的朗道量子化 | 第19-23页 |
| 1.2.1 二维自由电子系统的朗道量子化 | 第19-20页 |
| 1.2.2 无质量Dirac电子朗道量子化 | 第20-22页 |
| 1.2.3 半量子电导输运与量子反常霍尔效应 | 第22-23页 |
| 1.2.4 有质量Dirac电子朗道量子化 | 第23页 |
| 1.3 拓扑绝缘体经典体系 | 第23-25页 |
| 参考文献 | 第25-28页 |
| 第二章 实验设备与原理 | 第28-60页 |
| 2.1 超高真空技术 | 第28-34页 |
| 2.2 真空生长与分子束外延 | 第34-40页 |
| 2.2.1 真空中表面处理与衬底制备 | 第34-38页 |
| 2.2.2 分子束外延设备 | 第38-39页 |
| 2.2.3 超高真空晶体生长监控——反射高能电子衍射（RHEED） | 第39-40页 |
| 2.3 极低温强磁场设备原理 | 第40-43页 |
| 2.4 扫描隧道显微镜原理及应用 | 第43-50页 |
| 2.4.1 量子隧穿效应 | 第43-45页 |
| 2.4.2 扫描隧道显微镜系统的结构 | 第45-46页 |
| 2.4.3 扫描隧道显微镜的工作模式 | 第46-50页 |
| 2.5 自旋极化扫描隧道显微镜的原理及应用 | 第50-54页 |
| 2.5.1 自旋极化的量子隧穿 | 第50-51页 |
| 2.5.2 自旋极化扫描隧道显微镜实验方法 | 第51-54页 |
| 2.6 扫描隧道显微镜针尖的制作和真空内加工 | 第54-56页 |
| 参考文献 | 第56-60页 |
| 第三章 Bi(111)薄膜在Bi_2Se_3和Bi_2Te_3上的外延生长研究 | 第60-84页 |
| 3.1 研究背景 | 第60-65页 |
| 3.1.1 Bi薄膜量子尺寸效应和半金属-半导体转变的讨论 | 第60-63页 |
| 3.1.2 Bi薄膜生长和结构相变 | 第63-65页 |
| 3.2 Bi(111)/Bi_2Te_3和Bi(111)/Bi_2Se_3生长过程 | 第65-67页 |
| 3.2.1 Bi_2Te_3与Bi_2Se_3衬底的获得 | 第65-66页 |
| 3.2.2 Bi(111)薄膜生长过程的RHEED实验结果 | 第66-67页 |
| 3.3 超薄Bi(111)薄膜的STM研究 | 第67-80页 |
| 3.3.1 在Bi_2Se_3衬底上外延生长超薄Bi(111)薄膜的STM研究 | 第67-75页 |
| 3.3.2 在Bi_2Te_3衬底上外延生长超薄Bi(111)薄膜的STM研究 | 第75-77页 |
| 3.3.3 Bi(111)薄膜准粒子干涉的观察 | 第77-80页 |
| 3.4 本章小结 | 第80-81页 |
| 参考文献 | 第81-84页 |
| 第四章 二维拓扑绝缘体Bi(111)的拓扑边缘态 | 第84-106页 |
| 4.1 研究背景 | 第84-90页 |
| 4.1.1 探寻二维拓扑绝缘体 | 第84-86页 |
| 4.1.2 二维拓扑绝缘体Bi(111)的能带结构和边缘态 | 第86-90页 |
| 4.2 Bi(111)双原子层在Bi_2Te_3上的能带结构及边缘态 | 第90-95页 |
| 4.3 Bi(111)双原子层在Bi(111)/Bi_2Te_3上的能带结构以及边缘态 | 第95-98页 |
| 4.4 Bi(111)拓扑边缘态的电子自旋结构以及拓扑特性 | 第98-100页 |
| 4.5 对实验结果的一些讨论以及和同行后续成果的比较 | 第100-103页 |
| 4.5.1 有关Bi(111)薄膜拓扑边缘态的存在性的讨论 | 第100-102页 |
| 4.5.2 有关拓扑边缘态能量与空间分布情况的讨论 | 第102-103页 |
| 4.6 本章小结 | 第103-104页 |
| 参考文献 | 第104-106页 |
| 第五章 磁性掺杂三维拓扑绝缘体Cr_(0.05)Sb_(1.95)Te_3的自旋极化扫描隧道显微镜研究 | 第106-130页 |
| 5.1 研究背景 | 第106-114页 |
| 5.1.1 磁性拓扑绝缘体重要应用——量子反常霍尔效应 | 第106-109页 |
| 5.1.2 拓扑绝缘体中磁性的引入方法 | 第109-110页 |
| 5.1.3 拓扑绝缘体磁性相关的对比研究 | 第110-112页 |
| 5.1.4 拓扑表面态之于磁性，磁性之于拓扑表面态 | 第112-114页 |
| 5.2 三维磁性拓扑绝缘体Cr_(0.05)Sb_(1.95)Te_3的SPSTM研究 | 第114-121页 |
| 5.2.1 实验方法和样品表征 | 第114-116页 |
| 5.2.2 利用SPSTS技术研究表面磁性 | 第116-121页 |
| 5.3 结果的分析和讨论 | 第121-124页 |
| 5.4 本章小结 | 第124-125页 |
| 参考文献 | 第125-130页 |
| 第六章 总结 | 第130-132页 |
| 附录一 符号与标记 | 第132-134页 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 | 第134-136页 |
| 致谢 | 第136页 |
