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拓扑材料因其独特的能带结构、拓扑保护的费米表面态、无耗散的电子传输等新奇量子特性自发现以来便始终牵动着研究者的目光。根据布里渊区内能带交叉点的简并度和分布,拓扑半金属材料可以分为狄拉克、外尔和节线半金属。其蕴含的丰富物性,如超高载流子迁移率、无耗散和自发自旋极化传输,在新型电子器件、量子计算、量子通讯等领域展现出极大的应用潜力,从而持续掀起探寻新型拓扑态的研究热潮。当今,拓扑材料的研究已经步入了一个全新的阶段,高通量理论计算方式的出现快速推动着实验领域的发展,但单晶生长制约了实验上的快速验证。本文根据前期晶体生长经验,明晰化各类拓扑材料适用方法,精细化生长参数,以实现晶体的快速、高质量制备,并着重阐述一种适用于高熔点过渡金属磷族化物的高通量单晶生长和设计方案。在此基础上成功实现几种拓扑半金属材料的快速合成,并主要借助电输运手段获取材料费米面及电子结构信息,进而实现材料拓扑性的判定。取得的研究成果如下所示:1)以Nb1-xTaxSb2（NTS）拓扑半金属材料为例,基于化学气相输运法（CVT）,提出了一种适用于高熔点过渡金属磷族化物的的高通量单晶生长和设计方案,旨在加速晶体的合成,提升组分对拓扑物性影响研究的效率,即借助CVT法实现于一根密封石英管中同时生长出一系列Ta掺杂水平在0到1之间Nb1-xTaxSb2单晶样品。首先借助XRD、EDS、TEM等手段从微观和宏观上共同论证了晶体结晶的高质量性,继而系统研究体系的电输运行为。Nb1-xTaxSb2系列表现出与母体化合物Nb Sb2/Ta Sb2相类似的现象,如磁场诱导的低温区电阻率上升,以及抛物线型非饱和的极大的磁电阻效应。轻微的Ta掺杂显著抑制MR及电阻率上升行为,当x=0.5时,T=3K,B=9T时,MR仅达到78.4%的最小值,同时电阻率上升行为完全消失。随着Ta掺杂的进一步增加MR和电阻率上升行为恢复。科勒定则不仅解释了磁电阻结果,还暗示了NTS体系具有相似的晶体结构、电子能带结构和散射机制。对霍尔效应、磁输运和DFT计算结果的全面分析表明,Ta/Nb原子无序度和电子-空穴补偿可以解释Ta掺杂引起的磁输运行为的巨大变化。我们的结果为实验研究Nb1-xTaxSb2族的晶体的电磁性能提供了可靠基础,有效提高了实验研究效率,并为某些量子材料系统准连续化学计量晶体的生长提供一种高通量的方法,特别适用于高熔点过渡金属碳、磷、硫属化物。2)承接上一工作,对展现出奇异输运行为的Ta0.7Nb0.3Sb2单晶样品进行着重系统研究。在低于50K的温度区域内观察到明显的三维块体材料中罕见存在的弱反局域化效应（WAL）,并经由HLN模型,归因于三维材料体态中的强自旋轨道耦合效应。在T=2K,B=1T时可以获得120%的大磁阻,这种大的低场磁电阻特性使其成为高灵敏度磁传感器应用领域的潜在候选材料。霍尔测量和双带模型拟合显示,2K-300K温区内,载流子始终保持极高的迁移率(＞1000 cm~2V-1s-1),电子/空穴浓度比约为8:1,偏离补偿点,且低温下电子散射占主导地位。更有趣的是,由于Ta0.7Nb0.3Sb2晶体中角度依赖性的WAL效应及费米面的各向异性,可以观测到由磁场诱导的各向异性磁电阻（AMR）对称性的演变行为,即从两重对称性（B＜0.6T）转变为四重对称性（0.8＜B＜1.5T）再到最终的取向不同的二重对称性（B＞3T）,这归因于作用机制的演变,由低场下WAL主导磁阻效应转变为角度依赖性的WAL效应与各向异性费米面间的竞争与协同作用,再到最终高场下费米面对磁阻行为起主导作用。所有这些迹象表明Ta0.7Nb0.3Sb2可能是拓扑半金属材料的强力候选者,这些磁输运性质可能吸引更多的理论和实验探索（Ta,Nb）Sb2系列,且在新型高灵敏度电子器件领域展露出应用的潜力。3)将CVT法推广到其它高熔点过渡金属硫族化物中,并成功制备出极高质量的厘米级ZrGeSe单晶样品。这里,我们首次系统给出了ZrGeSe拓扑非平庸态的电输运证据。在输运测量中,观察到低温区域内的电阻率平台行为,极大的非饱和磁电阻（3K,9T,1.86’10~3%）以及高场区域明显的Shubnikov-de Haas（Sd H）量子振荡效应。基于温度、角度相关的Sd H振荡数据的Berry相位分析,表明Ze Ge Se中贡献量子震荡的载流子来自拓扑非平庸的能带。此外DFT计算显示ZrGeSe的费米表面由正常带和Dirac带构成,且Dirac费米子在输运行为中起主导作用。综上所述,ZrGeSe是一种拓扑节线半金属材料,为进一步的理论和实验研究提供了又一理想平台。得益于优化的CVT法,我们获得了大量优质的ZrGeSe单晶,并首次借助非弹性中子散射系统研究了拓扑节线半金属ZrGeSe中的声子激发。实验测得的ZrGeSe中的声学声子和光学声子与理论模拟所得声子谱相当。4)借助CVT法生长了两种与Zr Si S节线半金属家族同构的具有典型的方网形结构特征的新材料,即NbSiSb和NbGeSb单晶样品,其优异的晶体质量经由单晶x射线衍射、摇摆曲线、扫描和透射电子显微镜共同验证。DFT计算结果表明两种材料具有典型的半金属能带特征,其中Nb元素均对费米能级附近的态密度起主要作用,包括在（38）Y,（38）M方向上的近线性色散分布带,以及（38）Z和ZR方向上的类抛物线带,且费米面显示出与输运行为相一致的强各向异性。根据科勒定则,我们证明了NbSiSb和NbGeSb中具有相似的带间和带内电子-声子散射机制。外磁场下电输运机制的研究使我们更深入了解其拓扑行为及其费米表面,NbGeSb/Ni Si Sb可能具有拓扑非平庸性,是拓扑材料的强力候补,鼓励人们的进一步深入研究。且其与Zr Si S家族晶体学上的高度相似和能带结构上的强烈差异性为通过元素掺杂实现能带结构的调节提供了充分可能性。