从拓扑绝缘体,到三维狄拉克半金属,再到三维外尔半金属的发现,我们可以看出量子拓扑材料迅猛的研究进展。由于这些材料具有独特的电子结构,自旋织构和其他新奇的物理性质而引起了人们广泛的关注。同时,自五十多年前,在石墨插层化合物中首次发现超导电性后,其超导机理一直是人们研究的热点。本文主要论述了角分辨光电子能谱对第二类外尔半金属WTe₂电子结构的研究,石墨插层化合物CaC₆,SrC₆和BaC₆的单晶生长以及角分辨光电子能谱对其电子结构的研究。论文包括以下几个部分:1.对量子拓扑材料进行了背景起源介绍,重点介绍了外尔半金属。对超导体的发现和发展进行了背景介绍,并概述了石墨插层超导体的超导电性及制备方法。2.参与了飞行时间角分辨光电子能谱仪的维护,改进和使用。介绍了角分辨光电子能谱的理论基础和角分辨光电子能谱仪的构成,并介绍了所在实验室的真空深紫外激光角分辨光电子能谱仪,飞行时间角分辨光电子能谱仪,自旋分辨角分辨光电子能谱仪和极低温大动量深紫外激光角分辨光电子能谱仪。3.我们知道,WTe₂引起人们广泛研究兴趣的原因是此材料在低温下具有超大磁阻效应,而人们把此超大磁阻的机制主要归因于载流子的补偿效应。通过利用我们实验室具有超高能量动量分辨率,能同时探测二维动量的飞行时间深紫外激光角分辨光电子能谱系统,我们得到了WTe₂完整的电子结构。并且通过探测电子结构随温度演变发现了费米能随温度而变化,从而引起了载流子浓度的变化。然而实验结果表明,低温下在我们所测的二维布里渊区内,载流子浓度并不平衡,换句话说,补偿效应是超大磁阻的主要机制之一论断有待商榷。同时我们发现了一条特殊的能带,这条能是位于Γ点费米能以下几个meV的平带,随着温度的提高,其谱重越来越低。此现象与磁阻的变化非常一致,从而我们推断此平带可能与超大磁阻有着莫大的关系。当然,超大磁阻的起源还需要进一步探究。4.WTe₂另一个研究热点就是此材料第一个被预言为第二类外尔半金属。众所周知,在第二类外尔半金属中,洛伦兹协变性是不被满足的。因此,外尔锥的色散就表现出倾斜的特性,从而我们在费米面上观测到的费米弧并不是常规的连接两个外尔点,而是同时连接电子pocket和空穴pocket。通过利用我们实验室的飞行时间角分辨光电子能谱系统,我们观测到了一个连接pocket和空穴pocket表面态,并且升至高温,发现此表面态的动量演变与我们的理论计算十分吻合。这与理论预言WTe₂为第二类外尔半金属是一致的。因此我们的结果为探究WTe₂的拓扑性质和第二类外尔半金属的独特现象以及物理性质奠定了基础。5.我们利用合金置换法和蒸汽输运法分别制备了高质量的单晶样品CaC₆,BaC₆和SrC₆,同时测量X射线衍射（XRD）峰,比热以及进行磁测量,对样品进行了表征。我们的结果显示CaC₆和SrC₆的超导转变温度分别为11.6K和1.65K,转变温度都非常窄。由于实验条件的限制,BaC₆的超导转变温度太低（65m K）而没有测量。我们生长的高质量的石墨插层单晶为之后的角分辨光电子能谱实验奠定了基础。6.利用角分辨光电子能谱对石墨插层超导体CaC₆,SrC₆和BaC₆进行了详细的探测,并做了相应的电子结构理论计算。我们的结果显示,对于这三种化合物,在π*band上存在两个Kink,一个位于费米能一下150-200me V,和Cxy声子模式进行耦合;另外一个Kink位于费米能以下40-90me V,和Cz声子模式进行耦合。我们还发现三种化合物在K点区域的载流子浓度是不同的,并且其电声子相互作用展现出各向异性的特点。在布里渊区的中心位置也就是Γ点,我们探测到了folding band和层间态。我们的结果表示Γ点区域的层间态和K点区域的π*band都对超导电性起着非常重要的作用。