超导一直是凝聚态物理中最神奇也是最复杂的物理现象之一。自从超导现象被发现以来，理解其形成机理和提高超导转变温度就成了凝聚态物理界一直关注的焦点。2008年新型铁基高温超导体的发现又给这一研究领域注入了新的活力，也同时提出了新的挑战。铁基高温超导体具有很多和铜氧化物高温超导体类似的性质。例如，两者的最高超导转变温度都高于40K，属于高温非常规超导体。两者的相图非常相似。母体材料都存在磁有序结构，随着掺杂，磁有序被压制，高温超导电性产生。所以铁基高温超导体不仅为寻找更高转变温度的超导体提供了一个全新的空间，并且可能有助于我们理解在铜氧化物高温超导体中，一直未解决的超导机理的谜题。　　 同时，铁基高温超导体有很多独特的性质。例如，其母体材料具有金属性，而不同于铜氧化物高温超导中的绝缘体。在其磁有序转变温度以上一直存在着一个结构相变。在这个结构相变温度以下，体系的对称性从四度对称降低到了二度对称。对于铁基高温超导体的超导相，不仅载流子掺杂可以导致超导，通过化学压力或者物理压力改变其晶格参数，同样可以引入超导。要解释铁基高温超导体这些丰富而又有趣的物理性质，对于其电子结构的深入理解是非常必要的。角分辨光电子能谱是研究固体电子结构最为直接和有效的实验手段。在本文中，我将主要介绍一下，我利用角分辨光电子能谱的实验手段，对铁基高温超导体的电子结构所进行的系统研究。其主要结果包括：　　 1.铁基高温超导体中电子结构的基本特征和共性。我们对大多数铁基高温超导体的正常态电子结构进行了探测。结果显示其费米面和电子结构具有相似的特征，具有多带和多轨道的特性。随着载流子的掺杂，电子结构的变化主要体现在由载流子掺杂所导致的费米能量的移动。而随着化学压力的引入，也就是晶格参数的改变，电子结构在费米面、关联性、轨道组分、维度等多方面发生了改变。我们所得到的电子结构的基本特征和共性，为进一步研究铁基高温超导体奠定了坚实的实验基础。　　 2.铁基高温超导体母体材料中磁有序与结构相变的形成机理。我们首先利用了去孪晶实验技术以及偏振依赖的角分辨光电子能谱对于NaFeAs中的磁有序和结构相变的机理进行了研究。我们发现电子结构在磁有序相温度以上就发生了对称性的改变，显示出很强的二度对称性。其电子结构的重构有非常强的轨道依赖特性。dyz和dxy轨道起了主要作用。我们的实验结构显示高温下的磁涨落以及其和轨道自由度的耦合可能是导致磁有序相变和结构相变的原因。同时，我们发现Fe1.06Te母体中的磁有序形成机理和其他FeAs类化合物并不相同。其磁有序的形成可能和较强的局域磁矩和电子结构的强关联性有关。　　 3.铁基高温超导体中超导的能隙分布以及其配对对称性。通过测量最佳掺杂的Ba1-xKxFe2As2超导能隙在动量空间的分布，我们发现费米穿越几乎相同的两条对称性不同的能带，其超导能隙大小并不相同。这显示出超导能隙具有很强的轨道依赖特性。同时，如果改变光电子能量，我们发现超导能隙具有三维性，随kz逐渐靠近Z点，一条能带上的超导能隙大小显著变小。对最佳BaFe2(As1-xPx)2超导体的能隙测量中，我们首次在靠近Z点的费米面上观察到了能隙节点的存在，其形状为水平环状。此发现在s波对称性下，统一了铁基超导体中关于能隙节点的争论。通过对轨道组分和费米面形状的研究，我们认为节点的产生和dz2轨道在费米面上的互混以及费米面的三维性有关。在KxFe2-ySe2中我们发现其具有不同于其他铁基高温超导体的电子结构。其费米面只包含电子型pockets，但同时其超导转变温度有31K。测量得到的超导能隙为各向同性没有节点的能隙分布，大小为10.3meV。这一发现对于之前关于超导配对对称性的理解提出了挑战。我们的结果对于理解铁基超导体中的配对对称性产生了重要作用。　　 通过角分辨光电子能谱的实验手段、偏振依赖和光子能量变化的实验方法以及结合单晶生长与输运测量等实验手段，我们对于铁基超导体的多个方面进行了深入和系统的研究。我们的结果对于理解铁基高温超导体中不寻常的物理性质提供了重要的实验依据。