拓扑绝缘体是一种体内绝缘、表面导电的新型绝缘体。拓扑绝缘体的表面态电子具有诸多奇异的性质,例如手征性和线性色散关系,构成了独特的狄拉克费米子系统。一方面,有关拓扑绝缘体的研究具有重大的理论意义,这些研究极大地丰富了人们对物质分类的认识。另一方面,拓扑绝缘体也有着广阔的潜在应用前景,根据理论预言,Maiorana费米子有望在“拓扑绝缘体-超导体”界面上实现,其一旦成功,将会对未来的量子计算技术产生重大影响。　　 本文将首先介绍三维拓扑绝缘体Bi2Se3和Bi2Te3的基本性质和制备方法,然后重点探讨各种超导体一拓扑绝缘体量子器件的低温输运性质。　　 文章共分为六章。　　 第一章,介绍了有关拓扑绝缘体的基础知识和背景。　　 第二章,介绍了获得Bi2Se3和Bi2Te3晶体的方法。　　 第三章,是有关Sn-Bi2Se3单结电导谱的研究,报导了我们在Sn-Bi2Se3单结器件电导谱中看到的异常现象,包括一个零偏压电导峰和一个双能隙结构。这些现象表明,在Sn与Bi2Se3的界面上产生了一种具有非常规对称性的超导相。　　 第四章,报导了基于Bi2Te3的约瑟夫森结和超导量子干涉器的制备与测量。　　 第五章,讨论了Bi2Se3晶体中由近邻效应引发的独立超导态。通过测量靠近Bi2Se3-Pb界面的Bi2Se3晶体的电阻,我们直接探测到了近邻效应引发的超导态的存在。　　 第六章,对本论文的工作进行了总结与展望。