拓扑材料和铁基超导体无疑是近十年来凝聚态物理领域最为活跃的两个新的前沿课题。潜在的应用前景以及对发展凝聚态理论的推动是促使其蓬勃发展的动力。拓扑材料的研究集中在探索新的拓扑相和拓扑相变。对铁基超导体研究的终极目标,是探究高温超导体的超导机理,从而推动更高温度超导体甚至室温超导体的发现。角分辨光电子能谱(ARPES)作为一种研究材料内部电子结构的重要实验手段,在这两类材料的研究中起着至关重要且不可替代的作用。本篇论文主要介绍在这两个领域开展的相关工作,内容分为如下几个部分:1.简要介绍研究背景。主要介绍了铁基超导体的发现以及相关研究。2.主要介绍角分辨光电子能谱的理论基础、原理以及角分辨光电子能谱系统的构成。简要介绍实验室里三台设备,包括真空紫外激光角分辨光电子能谱仪、自旋分辨角分辨光电子能谱仪以及极低温大动量深紫外激光角分辨光电子能谱仪。另外重点介绍我博士期间主要负责测试、维护和运行的飞行时间角分辨光电子能谱仪以及编写的数据处理程序。3.介绍高质量铁基超导体单晶生长方面的工作,主要针对Ba1-xKxFe2As2单晶的生长及表征。利用自助熔剂法,生长了系列掺杂的高质量Ba1-xKxFe2As2单晶并对其做了相应的表征,为进一步的ARPES测量奠定了基础。4.高分辨激光(6.994eV)角分辨光电子能谱,对最佳掺杂Ba0.6K0.4Fe2As2超导体超导能隙及正常态超导态电子结构的研究。结果表明:(1).在布里渊区中心的两个空穴型费米面具有显著不同的超导能隙,内部费米面表现出极端各向同性的超导能隙,大小为～9.3 meV,而外面费米面的超导能隙则为～5meV。该结果和文献上同样采用激光(6.994eV)ARPES对Ba0.6K0.4Fe2As2超导体超导能隙的测量结果有本质的不同,但与其它基于同步辐射或气体放电光源测量的结果一致。这项结果解决了关于Ba0.6K0.4Fe2As2超导体超导能隙长期以来的争论;(2).实验发现,Ba0.6K0.4Fe2As2超导体的两个空穴型费米面在超导态出现非常尖锐的超导相干峰,但一旦升温到超导温度Tc之上,费米面上则没有任何准粒子峰存在。该结果提供了 Ba0.6K0.4Fe2As2超导体正常态为非费米液体的直接谱学证据,同时也表明,Ba0.6K0.4Fe2As2是一个新的典型的超导系统:具有明确的费米面,但在正常态时费米面上不具有明确的准粒子;(3).发现Ba0.6K0.4Fe2As2超导体在超导态表现出奇异的特性。一方面,超导能隙在超导温度以下,基本保持不变,在达到超导温度时突然下降到零,这种行为明显偏离传统BCS理论中超导能隙和温度的依赖关系。另一方面,Ba0.6K0.4Fe2As2超导体进入超导态后,费米能级附近的谱重和正常态相比不守恒,超导态表现出额外的谱重。这些奇异的性质,希望能够促进相关理论的研究。5.角分辨光电子能谱对Sr1-xNaxFe2As2欠掺杂区域共线反铁磁相以及四重旋转对称磁有序相下的电子结构演变以及超导能隙对称性的研究。结果表明:(1).四重旋转对称磁有序相下的Sr1-xNaxFe2As2电子结构在M点出现新的劈裂,这个劈裂不同于向列相下的能带劈裂,可能起源于对称性破缺引起的能带简并消除或者新的有序相的出现;(2).高分辨激光(6.994eV)ARPES测量发现,在布里渊区中心内部的空穴型费米面上,共线反铁磁和四重旋转对称磁有序相下Sr1-xNaxFe2As2超导态的超导能隙都呈四重对称各向异性的结构,但其能隙最大值方向相差45。,并且其能隙最大值达～10meV,相对其超导温度Tc= 12K异常偏大;另外,其布里渊区中心外部的空穴型费米面超导能隙都为0。不同磁有序相下Sr1-xNaxFe2As2超导能隙结构以及对称性的演变为我们理解磁有序和超导之间的相互作用以及高温超导机理提供了非常重要的信息。6.角分辨光电子能谱对SrMnSb2的电子结构进行详细的研究。己有文献报道SrMnSb2为潜在的时间反演对称性破缺的外尔半金属材料。我们的ARPES实验发现:(1).通过改变不同的光子能量,发现SrMnSb2的能带结构呈现准2维的特征,并且其费米能级附近所有的能带在～1eV的能量范围内表现为线性色散;(2).将APRPES结果与能带计算进行比较,发现它们定性的吻合,并且在费米能以下没有发现拓扑保护的狄拉克点或者外尔点;(3).在布里渊区中心空穴口袋上高对称性点发现四个很强的亮点结构,这个亮点结构目前还不能被理论计算所解释,需要进一步的探索其是否和量子震荡实验报道的拓扑性质相关。