拓扑晶态绝缘体SnTe和Pb1-xSnxTe(Se)是一种新奇的物质相，其表面导电而体态绝缘。在晶格对称性保护下，拓扑晶态绝缘体高对称性晶面具有不受杂质散射的狄拉克电子态，因而在低能耗的电子器件、自旋电子器件、红外探测器件、热电器件和拓扑逻辑器件等领域具有重大应用价值。然而拓扑晶态绝缘体表面态电输运通常被体态压制，严重制约了研究者开发由镜像对称性引起的拓扑量子输运现象与拓扑逻辑器件。低维拓扑晶态绝缘体具有大的比表面积，能显著增强表面态的电输运贡献，尤其是二维拓扑晶态绝缘体具有占统治地位的上下表面，是探索拓扑表面输运及拓扑电子器件的理想结构。本研究采用化学气相沉积法(CVD)制备了超薄的二维拓扑晶态绝缘体纳米片，并实现了低维拓扑晶体绝缘体表面态的量子输运调控。主要研究内容与结论有以下三点:　　(1)制备了超薄的拓扑晶态绝缘体纳米片　　拓扑晶态绝缘体具有高度对称的立方晶体结构，缺少本征的二维各向异性生长动力。本研究创造性使用传统的范德华外延法在云母基底上制备了超薄的Pb1-xSnxSe纳米片，其厚度为20 nm。进一步，在表面无序的SiO2和玻璃基底上，制备了具有垂直取向的超大Pb1-xSnxSe纳米片，纳米片的平均厚度为40 nm，而其纵向尺寸高达20μm。我们详细研究了生长基底表面化学性质对纳米片的生长取向和形貌影响机制。　　(2)实现了低维拓扑晶态绝缘体表面态电输运调控　　通过调控化学气相沉积实验源材料中PbTe与SnTe的摩尔比，实现了Pb1-xSnxTe纳米线中Sn含量从0到1的连续调控，并通过观测弱局域化效应证实了Pb1-xSnxTe纳米线随成分而发生的拓扑相转换。进一步，本课题实现了栅压调控的Pb1-xSnxTe纳米片表面态电输运。当背栅压从40 V降低到-25 V时，Pb1-xSnxTe纳米片磁输运由体态引起的弱局域化转换为表面态诱导的弱反局域化效应，通过构建能带模型探究了表面态输运增强的物理机制。　　(3)设计了拓扑晶态绝缘体纳米片的高性能红外探测器件　　采用微纳加工技术，并借助于生长基底云母的柔性和绝缘性，本研究在云母表面原位构建了Pb1-xSnxSe纳米片柔性光电探测器件。探测范围覆盖了紫外、可见光和近红外三个波段，器件响应时间为～0.8 s，光响应度达5.95 A/W。在折叠100次后，弯折的曲率半径为4 mm时，器件依然展现了稳定的光响应。进一步，以少层的BN作为晶格失配缓冲层，在SiO2/Si功能基底表面直接制备了平面取向的Pb1-xSnxSe纳米片，这种设计与传统硅基半导体技术具有良好的兼容性。因此，本研究在少层BN/SiO2/Si表面原位构建了Pb1-xSnxSe纳米片两端器件，器件的场效应迁移率达到4.90 cm2 V-1s-1，在1.9-2.0μm波段的光响应度为0.32 A/W。