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随着材料维度的降低,表面、界面处的电子结构在各类新奇物性中往往起着至关重要的作用。低维材料与衬底界面处的相互作用将对材料的性质产生巨大影响。因此,异质结界面工程是调控低维材料物性的一个有效途径。在本论文中,我们通过分子束外延(MBE)技术,在钛酸锶衬底上外延生长了传统超导体(Sn,Pb)以及IV-VI族化合物(PbSe,SnSe2),并利用扫描隧道显微镜/扫描隧道显微谱(STM/STS)对异质结的制备及性质展开研究。论文取得的主要成果如下:(1)在钛酸锶(SrTiO3)衬底上,我们分别制备了结晶良好的弱耦合(Sn)以及强耦合(Pb)超导体小岛。低温STS观察到了Sn和Pb岛中增强的超导能隙,这可以归因于SrTiO3衬底界面处的电荷注入及界面电声耦合增强。变温隧穿电导谱研究发现,Sn岛中增强的超导能隙(2.05 meV)对应于超导转变温度Tc(8.2 K),是块体Sn单晶Tc值的2.2倍。而Pb岛中大的超导能隙(7.1 meV,4.6 meV)则表现出相对低的Tc值(9.8 K,5.4 K)。这是由于Pb岛中存在电子关联与超导性间的竞争,导致Tc没有得到明显的提高。我们的研究表明SrTiO3衬底的界面效应可以有效提高弱耦合超导体的Tc值。(2)在钛酸锶衬底上,我们外延生长了寡层PbSe薄膜。通过对不同层厚薄膜的STM/STS研究发现,薄膜和衬底间的界面应力效应,导致PbSe晶格发生褶皱,从而形成√2×√2重构。随着层厚的增加,压缩应力释放,最终在第7层PbSe中观察到一维的边缘态。基于第一性原理计算发现,压缩应力引起的晶格褶皱将会调制单层PbSe能带反转能隙的大小,导致拓扑相变的产生。因此,我们的计算和实验结果表明,外延的PbSe中确实存在可能的二维拓扑晶体绝缘体相,界面应力可以有效地调制其拓扑性质。(3)在钛酸锶衬底上,我们通过分子束外延技术生长出连续、层数可控的SnSe2薄膜。STM及拉曼测量结果表明,界面应力可以引起薄层SnSe2薄膜中强的面内压缩应力,导致2×2电荷序的形成。随着应力的释放,双层薄膜中出现1×1六角晶格和2×2电荷序共存的区域。空间分辨的STS测量发现,增强的界面超导性仅存在于1×1区域。结合实验测量和第一性原理计算结果,增强的界面超导性是界面电荷转移及应力效应共同作用的结果。