拓扑绝缘体是从窄能隙半导体中演生出的一类新型的量子材料,它具有绝缘的体态和导电的表面态,表面态电子的自旋和动量锁定在一起,产生π的Berry相位,从而有效地抑制背散射,这在扩散输运区间表现为反弱局域现象(WeakAntilocalization)。由于硒空位的产生和表面掺杂效应,拓扑绝缘体样品的电导通常由体态占主导,表面态的信号被淹没,因此抑制体态导电和分离表面态电导成为当前最重要的问题之一。　　 本论文主要研究了拓扑绝缘体Bi2Se3单晶的低温电子输运性质,主要包括两个部分的内容:第一部分,我们细致地研究了利用Bridgman方法和分子束外延方法生长的Bi2Se3单晶的电子输运行为,这些样品的本征载流子浓度都很高,输运电导由体态占主导,低温段电阻温度关系表现为电子.电子相互作用的特征,磁电导表现为显著的反弱局域效应,这种效应可由单项Hikami-Larkin-Nagaoka(HLN)公式很好的描述,且拟合参数α保持在0.5附近,我们认为表面电子和体电子之间存在散射,导致所有的导电通道混合为一个整体的导电通道。第二部分,我们在钛酸锶SrTiO3(111)衬底上利用分子束外延技术生长出了高质量的Bi2Se3单晶薄膜,低温下SrTiO3的巨大介电常数使得我们能够利用背底栅大范围的调节样品的化学势和载流子浓度。我们通过栅压实现了对样品的化学势从导带到能隙再到价带的大范围调节,并且在很高的负栅压下体态载流子被耗尽,上下表面脱离耦合。在栅压调节化学势的过程中还看到了反弱局域效应的奇特变化,只有当浓度非常低即上表面附近的化学势开始进入能隙后反弱局域曲线才发生剧烈的变化;当上下表面脱耦后,参数α因子从1/2过渡到1,此时反弱局域曲线应该用双通道的HLN公式来描述。　　 总体而言,我们通过栅电压实现了对拓扑绝缘体Bi2Se3单晶薄膜化学势的大范围调节,不仅极大地抑制了体态导电,还观察到反弱局域效应的特征转变,通过分析反弱局域效应可以方便的分辨表面态的电导贡献。在较高的负栅电压下,我们实现了脱耦的双通道表面态输运体系,这为下一步研究拓扑绝缘体与超导、磁性材料复合结构的新奇量子效应奠定了重要的实验基础。