过渡金属硅化物,包括CoSi2,MnSi,FeSi等,具有奇异的物理性质,包括超导、巡游弱铁磁、螺旋磁序、磁斯格明子、拓扑物态等,是凝聚态物理研究的热点材料之一。比如:MnSi低温下具有螺旋磁性,加磁场以后形成斯格明子,是研究这种拓扑磁结构的经典体系;FeSi被认为可能是一种基于d电子的近藤绝缘体,最近也提出可能存在拓扑表面态;最近还发现生长在Si（001）上的CoSi2薄膜可能存在界面诱导的自旋三重态超导。这些材料的块体已经被广泛的研究了,然而其薄膜性质还研究得比较少。而这些材料都含有硅,并且有些材料的晶格与半导体工业中最广泛使用的Si衬底能较好地匹配,因此可能可以在硅衬底上实现高质量薄膜的外延生长,这对真正从器件上实现这些材料的应用具有重大意义。同时将这些材料生长成几个原子层厚的薄膜,也为研究由于维度效应而引起的新奇物理现象提供了契机。结合原位ARPES测量得到的电子能带,可以对其中的物理机制进行深入的微观机理分析。本文的主要内容是通过分子束外延技术生长了两种硅化物薄膜CoSi2和MnSi并利用角分辨光电子能谱对两种薄膜的能带结构进行了研究,同时也对薄膜的结构,电阻等宏观物理性质进行了研究。主要的成果包括:在Si（111）衬底上成功生长出高质量的超导CoSi2（111）薄膜样品,并且通过对薄膜厚度的调控研究发现,在低膜厚时体系会自发形成具有特定高度的岛。这些岛的形成来自更低的自由能,与理论计算符合。原位的角分辨光电子能谱研究直接观察到随着膜厚变化的量子阱电子态。实验结果与能带计算进行了对比,发现二者基本一致。同时对薄膜的超导性质进行了研究。这些结果为研究基于3d电子的量子束缚效应提供了一类新的材料体系,并且为进一步探索系统可能存在的自旋三重态超导奠定了基础。在Si（111）衬底上成功生长出高质量的MnSi（111）薄膜。结果表征证明了薄膜的质量很高,同时发现薄膜的螺旋磁序温度相对块体提高了接近15 K。初步的光电子能谱实验发现体系的能带结构在费米面附近具有较多的电子态,与能带计算对比有明显偏离,可能来自体系很强的关联效应。论文的具体内容如下:第一章为本文的绪论部分,本章主要对薄膜材料、薄膜中的量子尺寸效应和硅化物材料及其研究进展进行了介绍。第二章为实验技术与实验仪器部分,对超高真空技术、分子束外延技术进行了基本介绍,对反射式高能电子衍射仪和角分辨光电子能谱的原理进行了介绍。第三章主要是运用分子束外延技术生长了 CoSi2薄膜,并对其量子阱态进行了分析。通过RHEED实时监测了薄膜的生长质量,同步辐射X射线散射确定了CoSi2薄膜在Si衬底上的外延方式。利用角分辨光电子能谱直接观测到了 CoSi2薄膜由于量子尺寸效应而产生的量子阱态。通过实验和计算的比较确定了 CoSi2薄膜的生长模式:表面能稳定的厚度在生长时具有优先性,还显示出CoSi2薄膜两端具有双层Si的终止面。此外还对CoSi2薄膜的超导进行了测量,发现膜厚为3 nm仍然存在超导行为,并且有较高的上临界场。第四章主要是利用分子束外延技术生长了 MnSi薄膜,并对其电子结构等物理性质进行了研究。通过RHEED的实时监测测和XRD的测量,表明我们生长出了质量较好的MnSi薄膜。低温输运性质的测量显示出MnSi薄膜的螺旋磁序转变温度为45K左右,转变温度和临界磁场相对于块体MnSi都有一定提升。角分辨光电子能谱对MnSi薄膜的能带测量结合能带计算结果显示MnSi薄膜费米面以下2eV以内的能带几乎都源于Mn的3d电子,而且在费米面附近发现了较强的电子态密度。