近年来,包括拓扑绝缘体,狄拉克半金属,外尔半金属等在内的量子拓扑材料由于其独特的物理性质,奇异的电子结构和强大的应用潜能引发了非常热烈的研究。二维量子自旋霍尔材料的边缘可探测到自旋分离的自旋流,即量子自旋霍尔效应,具有非常大的应用潜能和物理研究价值。但是实验上能够观测到此现象的体系并不多,理论预言单层的ZrTe₅和HfTe₅是大能隙的量子自旋霍尔材料,块材ZrTe₅和HfTe₅依靠层间距的调节正好处在强拓扑绝缘体和弱拓扑绝缘体的边界上。更有趣的是,自1970年以来,ZrTe₅和HfTe₅独特输运性质的起源一直处于争论中,进而引发了对于此类材料大量的实验研究。本文主要介绍角分辨光电子能谱对ZrTe₅和HfTe₅电子结构的研究,给出以下结论:1.变温的角分辨光电子能谱实验数据表明,在ZrTe₅和HfTe₅的电阻输运宽峰的温度点（T）上,存在温度诱导的Lifshitz transiton,并且可以直接解释ZrTe₅和HfTe₅的输运奇异性。随着温度的降低,整个能带往高结合能方向移动。温度高于T,是空穴型费米面,提供空穴型载流子;温度等于T时,费米能正好处在带隙中央;温度低于T时,变成了电子型费米面,提供电子型载流子。我们还发现,能带随温度的移动并不是简单的刚性移动,布里渊区Γ点的能隙随温度的降低快速减小,可能与ZrTe₅和HfTe₅的拓扑本质有关。2.通过实验与理论计算的对比,发现ZrTe₅的Γ点处直接能隙随温度降低的减小与弱拓扑到强拓扑转变的行为吻合。在极低温度2K下,ZrTe₅的直接能隙依然存在,并且在能隙中没有观测到表面态。在沿(8方向裂开的样品中,我们探测到了额外的一维信号与ZrTe₅的一维原子链有关,可能探测到了ZrTe₅的边缘态。综上所述,我们认为从室温到2K,ZrTe₅一直处于弱拓扑状态,有向强拓扑态转变的趋势,可能继续减小层间距,ZrTe₅就可以转变为强拓扑绝缘体。对于HfTe₅来说,高于T时,直接能隙与ZrTe₅的变化类似,有从弱拓扑态到强拓扑态变化的趋势,但在低于T的温区,HfTe₅的能隙变化很小,能带的移动也很小。认为HfTe₅在低温下可能处于强弱拓扑转变的边缘,由于探测温度的影响,我们无法给出HfTe₅在低温下是何种拓扑状态的光电子能谱证据。3.利用S,P线偏振光和L,R圆偏振光对ZrTe₅和HfTe₅的电子结构做了探测,发现在不同偏振态的光的照射下,ZrTe₅和HfTe₅能带色散的谱重分布不同。重点分析ZrTe₅和HfTe₅电子结构的圆二色性,发现其与强拓扑绝缘体表面态自旋的分布不一致,进一步证明ZrTe₅和HfTe₅是强拓扑绝缘体的可能性不大。谱重分布的不同,可能与ZrTe₅和HfTe₅的轨道有关,需要进一步研究轨道与不同偏振光作用下的矩阵元效应来解释这个问题。HfTe₅的蒸钾实验表明,钾在HfTe₅的表面容易形成表面重构,不是单纯的电子掺杂,不利于研究HfTe₅直接能隙和导带的情况。得考虑其它元素掺杂来进一步研究HfTe₅的拓扑本质。石墨烯是凝聚态物理研究当中的另一个热点话题,掺杂石墨烯超导因为其潜在的应用价值也是引发了很多人的研究。自2005年,石墨插层化合物Ca C6中发现超导（转变温度11.5K）以来,实验上对其超导机理的争论非常多。认识石墨插层化合物超导的机理可以给掺杂石墨烯超导这个话题提供有意义的信息。为此,我们合成了一系列高质量的石墨插层化合物（Ca C6,Ba C6,KC₈）单晶,利用角分辨光电子能谱,对其电子结构乃至超导机理做研究。在对老牌的石墨插层化合物超导体KC₈（转变温度0.15K）的研究中,人们都集中在石墨烯的*能带上,我们首次针对KC₈的层间态,发现KC₈中确实存在层间态,并且估算出了层间态的大小,发现层间态和石墨的*能带在费米能以下50～70me V和150～170me V都具有两个扭折（kink）,此kink可能与超导相关。