| 摘要 | 第3-4页 |
| abstract | 第4页 |
| List of abbreviations | 第8-10页 |
| Chapter 1 Introduction | 第10-41页 |
| 1.1 Overview of quantum anomalous Hall (QAH) effect | 第11-16页 |
| 1.1.1 Phase transition and symmetry breaking | 第11-12页 |
| 1.1.2 Phase without true long range order | 第12-13页 |
| 1.1.3 The quantum Hall (QH) effect | 第13-14页 |
| 1.1.4 The quantum Hall trio | 第14-16页 |
| 1.2 The expression of topology | 第16-20页 |
| 1.2.1 General two band model | 第16-17页 |
| 1.2.2 Winding number | 第17-20页 |
| 1.3 The effective model of QAH effect | 第20-23页 |
| 1.3.1 Ferromagnetic two dimensional topological insulators | 第21-23页 |
| 1.4 Magnetization in topological insulators | 第23-30页 |
| 1.4.1 Single electron | 第24页 |
| 1.4.2 The diagonal electron systems | 第24-27页 |
| 1.4.3 Van-Vleck paramagnetism | 第27-30页 |
| 1.4.4 Van Vleck mechanism in topological insulators | 第30页 |
| 1.5 Non-local transport | 第30-40页 |
| 1.5.1 Landauer equation | 第31-32页 |
| 1.5.2 Buttiker formula | 第32-34页 |
| 1.5.3 Three terminal devices | 第34-35页 |
| 1.5.4 Six terminal devices | 第35-40页 |
| 1.6 Organization of this thesis | 第40-41页 |
| Chapter 2 Experimental setup | 第41-70页 |
| 2.1 Overview of transport measurements | 第41-43页 |
| 2.2 ~4He Cryostat | 第43-44页 |
| 2.3 Dilution fridge | 第44-52页 |
| 2.3.1 Basic working principle | 第45-48页 |
| 2.3.2 Vacuum chamber | 第48-49页 |
| 2.3.3 Multistage refrigeration | 第49-50页 |
| 2.3.4 Pre-cool and condensing | 第50-51页 |
| 2.3.5 Cold finger | 第51-52页 |
| 2.4 Electronics and data acquisition | 第52-53页 |
| 2.5 Sample growth and mounting | 第53-55页 |
| 2.6 To realize QAH effect experimentally | 第55-62页 |
| 2.6.1 Topological insulator thin films | 第56-57页 |
| 2.6.2 Band structure engineering | 第57-59页 |
| 2.6.3 Magnetically doped topological insulators | 第59-60页 |
| 2.6.4 Gate tuning of topological insulators | 第60-62页 |
| 2.7 Typical performance of QAH effect | 第62-70页 |
| 2.7.1 The evolution of chirality associated with magnetization | 第62-64页 |
| 2.7.2 Temperature dependence | 第64-66页 |
| 2.7.3 Effect of external magnetic field | 第66-67页 |
| 2.7.4 Effect of applied current | 第67-70页 |
| Chapter 3 Thickness dependence of QAH effect | 第70-80页 |
| 3.1 Motivation | 第70-71页 |
| 3.2 Methods and Calibration | 第71-73页 |
| 3.3 Results | 第73-75页 |
| 3.4 Discussion and conclusion | 第75-78页 |
| 3.5 Remarks | 第78-80页 |
| Chapter 4 The zeroth plateau in QAH effect | 第80-97页 |
| 4.1 Motivation | 第80-81页 |
| 4.2 Methods | 第81-83页 |
| 4.3 Calibration | 第83-86页 |
| 4.4 Results | 第86-90页 |
| 4.5 Discussion and conclusion | 第90-93页 |
| 4.6 Remarks | 第93-97页 |
| Chapter 5 Tuning edge transport in QAH bilayer | 第97-113页 |
| 5.1 Motivation | 第97-98页 |
| 5.2 Methods | 第98-101页 |
| 5.3 Calibration | 第101-104页 |
| 5.4 Results | 第104-109页 |
| 5.5 Discussion and conclusion | 第109-111页 |
| 5.6 Remarks | 第111-113页 |
| Chapter 6 Conclusion | 第113-117页 |
| 6.1 Searching for better MTI for the QAH effect | 第113-114页 |
| 6.2 Understanding the insight of QAH effect | 第114-115页 |
| 6.3 Attempting to manipulate the edge transport | 第115-117页 |
| Reference | 第117-126页 |
| Acknowledgement | 第126-129页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第129-130页 |
