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拓扑绝缘体是近年来新发现的一类拓扑物态。作者结合分子束外延生长技术和角分辨光电子能谱、扫描隧道显微镜、输运测量技术对磁性掺杂拓扑绝缘体量子薄膜的生长、电子结构及物理性质进行了详细的研究，实现了对其电子结构、拓扑性质、载流子浓度及磁学、电学性质的调控，并最终在磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜中实现了量子反常霍尔效应。拓扑绝缘体和磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜的独特性质和表现出的新奇量子现象使其有望应用于未来的低能耗电子器件中。