2009年,V-VI族化合物Bi₂Te₃与Bi₂Se₃被预测是三维拓扑绝缘体材料之后。为了将这种具有表面导电无耗散,而体态内部为绝缘体的新型材料投入自旋电子学,光电子学和量子计算的应用之中。研究人员对材料的各方面性质开展了大量的研究。而目前,对三维拓扑绝缘体材料在纳米尺度薄膜状态下的载流子和声子动力学过程还缺乏一些认识。本文针对三维拓扑绝缘体Bi₂Te₃与Bi₂Se₃薄膜受激后的载流子与声子动力学进行了实验研究。具体研究内容如下:1、利用拉曼光谱对不同层厚的Bi₂Te₃薄膜进行了测量,分析了材料对拉曼敏感的三个声子峰的峰位及展宽随材料层厚的变化情况。证明了材料的层厚主要对面外振动的声子模式产生影响,且当材料层厚减小到某一限度时,会使得声子的限域效应变得显著。2、通过泵浦探测实验获取了Bi₂Te₃薄膜的瞬态反射光谱信号,结合文献,将载流子的弛豫过程分成了五个部分并对信号进行了拟合。得到了各个弛豫过程的参数并进行了分析。3、研究了Bi₂Te₃薄膜材料的层厚,以及实验环境的温度对Bi₂Te₃薄膜中的受激载流子弛豫过程及相干声子行为的影响。材料层厚为6-8层时,得到的瞬态反射信号最强。随着材料厚度的增加,电子-空穴复合过程将主导载流子的弛豫过程。而在低温下（77K）,由于热运动的减少,相干声子的振幅显著增强声子寿命也会延长。4、通过Bi₂Se₃薄膜的瞬态反射光谱证明了第二表面态的存在,并分析了第二表面态对载流子弛豫过程的影响,尤其是表面态在快弛豫过程中的主导性。5、分析比较了生长在Al₂O₃、STO及Si三种不同衬底上的Bi₂Se₃薄膜的瞬态反射光谱的异同。证明了衬底对载流子弛豫信号中的二次上升机制有着至关重要的影响。