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超导电性作为一种新奇的宏观量子现象，自从其被发现开始，就成为科研工作者的研究热点。第一类高温超导体铜氧化物的发现，更是将非常规超导的探索和物性研究推至整个凝聚态物理学领域的研究最前沿。直到今日，探索更高超导转变温度的超导体和理论上理解高温超导电性仍是凝聚态物理学领域中最为重要的问题。高分辨角分辨光电子能谱(ARPES)因为可以直接探测晶体中的电子动量与束缚能之间依赖关系，即晶体中电子能带结构的色散关系的实验手段，成为高温超导研究中最为重要的实验手段之一。 2008年铁基高温超导体的发现，因为其具有种类多样的材料，非常规超导机制，丰富的物理内涵以及潜在的应用前景，迅速成为科研热点，给超导研究领域注入了新的活力。由于铁基高温超导体的能带结构具有多带特征，相对于其他动量空间积分的实验手段来说，角分辨光电子能谱由于其对动量空间的可分辨性，在铁基高温超导体的研究中具有非常大的优势。在本文中，我们首先论述了高分辨率角分辨光电子能谱系统的研制，之后介绍了运用角分辨光电子能谱技术对铁基高温超导体中铁位掺杂/替换体系电子结构及其维度、电子关联强度以及超导能隙的研究。论文的具体内容安排如下: 在第一章中，我们先简单的介绍了一下低温元素超导体，以及首先被发现的高温超导体:铜氧化物。之后我们详细介绍了铁基高温超导体的发现过程，并从晶体结构的角度出发介绍了铁基高温超导体到目前为止所发现的6大家族。最后对铁基高温超导体普遍的相图结构以由晶格结构决定的电子结构进行了简单的介绍。 在第二章的开始，我们简单回顾一下光电效应，并对从晶体中逃逸的光电子进行理论描述。从中我们可以知道，从单晶表面逃逸的光电子在出射角度上存在一定的分布，对应于单晶中电子在动量空间中的分布。通过研究出射光电子随发射角度和光电子动能直接的关系，角分辨光电子能谱能够直接探测单晶中电子能带结构，进而了解描述系统量子电动力学的场论传播子的性质。通过这些信息，我们可以深入了解材料的电学性质，例如超导电性。我们还从角分辨光电子能谱的量子理论出发，得到其与单粒子谱函数之间的关系。之后还讨论了利用角分辨光电子能谱对能隙的测量，以及其探测深度等。最后介绍了时间分辨角分辨光电子能谱，以及利用激发-探测的方法测量材料体系中位于费米能以上的未占据态的方法。 在第三章，我们将对两台角分辨光电子能谱实验设备的具体细节进行介绍:本实验组的高分辨率角分辨光电子能谱系统，和美国布鲁克海文国家实验室PeterJohnson小组的激光角分辨光电子能谱。分别就系统不同的组成部分介绍了角分辨光电子能谱的光源，电子分析器，样品控制台，以及括超高真空的获得和维护。另外还对激光系统的搭建和用于产生6eV激光所用到的倍频装置光路的设计进行了介绍。最后介绍了进行低能光电子能谱需要的剩余磁场屏蔽和抵消方法，以及其他需要注意的要点。 在第四章，我们将介绍了利用角分辨光电子能谱和局域密度近似和动力学平均场理论的方法对BaCo2As2材料的研究。我们利用角分辨光电子能谱对BaCo2As2材料的电子结构及费米面进行了研究，发现了与其他铁基高温超导体不同的无嵌套结构的费米面拓扑结构。通过与铁基超导体Ba0.6K0.4Fe2As2进行比较，研究了洪特耦合相互作用对对体系电子关联强度的影响。最后介绍了BaCo2As2材料中局域磁矩的影响，以及其靠近铁磁量子临界点进行了讨论。 在第五章，我们对等价位替换Ba(Fe1-xRux)2As2体系(0.15≤x≤0.74)进行了系统研究，得到其电子关联性，电子结构及其维度、费米面、轨道性质随替换浓度的关系，并对过掺杂区域超导电性急剧消失现象给出了合理的理论解释。我们对超导组分样品Ba(Fe0.75Ru0.25)2As2(Tc=15K)的超导能隙三维结构和对称性进行了研究。通过测量超导能隙在整个动量空间的分布，发现了超导能隙在三维方向上呈现各向同性且无节点的能隙结构，超导能隙的数值在不同的费米面上存在略微差别。超导能隙在整个动量空间的分布可以用一个简单的能隙公式:△(k)=△2coskxcosky+△kzcoskz描述。我们的结果显示，等价位替换Ba(Fe1-xRux)2As2体系的超导电性与掺杂引入的超导电性具有一致的超导配对对称性，并支持磁短程涨落引起的S±对称性。 最后，我们对全文进行了总结。