灰锡(α-Sn)作为锡的一种同素异形体,具有金刚石结构,理论上预测在破坏其立方对称性时会转变为一种拓扑材料,比如施加应力使晶体结构发生变形。相比其他的拓扑材料,灰锡的结构和组成简单,应力可以调节拓扑非平庸带隙的大小,因而受到广泛的关注,尤其是二维形态的α-Sn——锡烯,一种宽带隙的二维拓扑绝缘体。虽然外延α-Sn薄膜的拓扑能带已经通过角分辨光电子能谱得到证实,但对其电学表征的报道仍然很少,一方面是因为α-Sn在室温下不稳定使得薄膜质量受限,另一方面是因为常用的InSb衬底的贡献使得对α-Sn薄膜电学性质的分析变得困难。本论文主要对分子束外延生长的α-Sn薄膜样品在低温强磁场下的电输运性质进行了研究。为了减小InSb在电学测试中的贡献,除了以InSb为衬底外,还使用了 GaAs衬底。在对α-Sn样品进行电学表征之前,先通过一系列结构表征表明α-Sn薄膜具有很好的晶体质量和界面质量,结合变温X射线衍射和变温拉曼说明α-Sn的热稳定性有了明显提高。获得室温稳定的α-Sn薄膜为之后的电学表征提供了基础。在低温强磁场下α-Sn样品呈现巨磁阻效应,并伴有非周期的振荡,这种巨磁阻效应一直到150K仍然存在。我们认为强磁场对费米面有修饰作用,从而引入额外的载流子。另一方面,我们还在α-Sn薄膜中观察到了多重超导转变,除了 β-Sn的贡献,在较高温度下也存在若干个超导转变,并且表现出随时间变化的时间效应。这些转变具有二维超导的性质。通过讨论不同超导相的可能性,我们认为α-Sn有可能对超导行为有贡献。在GaAs衬底上生长的样品中,调节InSb缓冲层和α-Sn薄膜的相对厚度可以调控α-Sn薄膜中的应变,从而调控超导行为。在迈斯纳效应的测量中,我们发现含有β-Sn的α-Sn样品表现出具有磁通钉扎效应的II类超导的特征,这主要是由缺陷和无序引起的。本论文中对α-Sn/InSb的磁阻行为的分析展示了其中复杂而新奇的量子性质,在较高温度下的巨磁阻效应使其具有作为磁灵敏和磁存储器件的潜力。相比锡烯,本论文研究了更厚的α-Sn薄膜中的超导行为,可以为之后对α-Sn中拓扑超导的研究提供参考。随着生长条件的优化和更多表征技术的辅助,α-Sn独特的性质将会进一步得到体现,从而在未来的基础研究和器件应用领域得到更广泛的关注。