2004年单层石墨烯的发现打开了二维材料领域的大门,二维材料作为一种新型的材料类别,在材料性能、拓扑能带等诸多领域受到了人们广泛的关注和研究。发展至今,人们已经不局限于单一种类的二维材料研究,而是更加注重各种材料间的相互合作,通过人为堆叠组成二维异质结来实现各种各样的应用意图,比如光电材料、超导材料、铁电材料等等。本论文以拓扑材料HfTe5为基础,从实验角度出发,介绍了近年来人们发明的各种制作二维异质结的转移方法,以及转移过程中各个步骤的自动化量产思路,希望之后可以与当今火热的人工智能领域相结合,创造出高效的量产化生产线,进一步为二维材料的实际应用打下坚实的基础。此外,还系统地研究了不同厚度HfTe5的相关拓扑物性,从块材(微米)到厚层(百纳米)再到薄层(纳米),发现了许多新奇的物理性质。基于作者自身的科研经历与理解,论文可以分为如下四个部分:(1)二维材料的研究历程、近期重大应用进展和常用的电输运实验分析手段。首先,回顾了二维材料的发展历史,总结了近期Nature上发表的关于二维材料的重大进展,了解了所做课题的时代背景与转移手段的重要性。随后,介绍了电输运实验中非常常见的现象—SdH振荡效应,沿着当年各位物理学大师的研究脚步,L.D.Landau、W.J.de Haas、P.M.van Alphen、L.V.Shubnikov、R.E.Peierls、L.Onsager、I.M.Lifshitz,分别从物理原理与振荡模型两个方面出发,利用费米面学的分析描述了 Lifshitz-Kosevich公式,得到了关于振荡的一系列参数,介绍了通过振荡分析拟合重要物理参数的方法,如有效质量、丁格尔温度等等。(2)实验室的合理配置及凝聚态电输运实验的流程与方法。从样品生长、器件制备、线路连接、数据测量、数据分析等一系列实验流程出发,详细介绍了各个步骤的实验方法与注意事项,并借此论述了实验室的合理搭建方法,以达到最高的实验效率。随后,仔细总结了基于不同薄膜的各种转移手段与相应的转移方法,并提出了基于转移各个步骤的自动化量产的概念与构想,为今后二维异质结的实际应用添砖加瓦。(3)块材HfTe5的低温电输运实验研究与三维量子霍尔效应。在块材样品中发现了霍尔电阻平台,通过对样品的三维特性、量子化平台、能带特征等方面的分析,我们认为在材料中发生了三维量子霍尔效应,并且介绍了在HfTe5中三维量子霍尔效应的成因以及不足之处。(4)薄层HfTe5的低温电输运性质研究。利用微纳加工与转移的方法制备了从20nm到500nm的样品并进行了测量,在几十纳米的样品中发现了与温度、磁场相关联的各向异性磁阻、负磁阻、平面霍尔效应等诸多新奇的现象并对其产生原理进行了分析。最后,对之前的工作进行了分析总结,对未来的研究工作进行了展望。