发展精密的实验探测技术并将其应用在新型材料的物性研究中是实验凝聚态物理学发展的重要推动力。本论文的研究工作主要集中在原位实验测量技术的搭建与优化,及其在铁磁半导体材料中的应用。论文的主要内容包括原位互感线圈磁测量装置的搭建、多种扫描探针显微镜的技术优化、以及利用扫描隧道显微镜技术对铁磁半导体电子结构的研究。原位测量技术使得人们可以在样品保持洁净的条件下测量其物理性质,避免转移过程中造成的样品污染和退化,因此在凝聚态物理学研究中发挥着重要的作用。本文首先介绍如何设计和建造在超高真空环境下工作的双线圈原位互感磁测量装置。该装置可用于原位标定分子束外延技术在超高真空中生长的超导薄膜的抗磁性,并具有良好的兼容性,可以与多种超高真空样品生长系统集成,做到即插即用。扫描探针显微学是实验凝聚态物理研究中的一类重要方法。利用探针的空间分辨能力,人们能够精细的研究非均匀样品的电、磁、光学性质。本论文对研究工作中涉及到的扫描隧道显微镜、非接触式原子力显微镜、扫描微波阻抗显微镜等三类扫描探针装置的工作原理和设计思路进行介绍,将建造过程的经验技巧予以总结,并对如何提升扫描探针装置性能进行分析。扫描隧道显微镜由于具有原子尺度的结构和电子谱测量能力,是对新型低维材料的电子结构进行研究的强有力实验手段。具有层状结构的铁磁半导体Cr₂Ge₂Te₆近年来引起了人们的广泛关注,因为这是一个具有代表性的准二维磁性体系,且可以与近年发现的大量二维材料结合而制备各种电子学和自旋电子学器件。然而,关于Cr₂Ge₂Te₆铁磁半导体的微观电子结构和铁磁有序态机制目前的实验结果较少。在本论文中我们利用扫描隧道显微镜对Cr₂Ge₂Te₆的表面形貌、电子结构、缺陷类型、杂质电子态等进行了详尽的测量。在密度泛函理论计算的帮助下,我们的实验结果揭示了其微观电子结构与磁有序态之间紧密的内在联系,并为该铁磁半导体在自旋电子学中的应用提供了新线索。