暗物质问题是本世纪物理学最大谜题之一,各国科学家都在不遗余力的采用各种研究手段来探索暗物质的本性。其中,基于极深地下实验室的暗物质直接探测实验有望在近几年揭开暗物质性质的神秘面貌,从而引起了科学家们的广泛关注。运行于意大利Gran Sasso国家地下实验室的DAMA/LIBRA实验发现其探测器极低能区的事例率呈现出年周期性变化特征,而且信号的各种实验特征与暗物质符合的很好。与此同时,同样运行于该实验室的XENON100实验于2011年3月至2012年4月采集了225天的有效数据,本论文的核心内容是利用这批实验数据寻找暗物质的核反冲和电子反冲信号,并在此基础上检验DAMA/LIBRA实验年周期性变化信号。论文的第一章主要介绍暗物质研究的历史与现状,并引申出二相型氙暗物质直接探测技术。第二章中比较详细的阐述了二相型氙探测器中闪光和电离信号的产生和探测,并对信号的特性和探测涨落重点讨论,为后面的物理分析奠定基础。在论文的第三章,我们讨论了XENON100实验的数据分析方法,主要的内容是数据的筛选、本底模型的构建和Profile Likelihood统计分析方法的应用。其中我们特别地讨论了单电子S2信号在XENON100探测器的产生机制和实验特性,并在此基础上我们发展了一套鉴别和降低中子本底的实验方法。该方法有效地为XENON100实验降60%的中子本底。利用电子反冲和原子核反冲定标数据,我们构造了XENON100实验暗物质探测数据的本底模型,进而应用Profile Likelihood统计方法来寻找XENON100数据中的暗物质信号。在XENON100实验225天有效暗物质探测数据中,中心区域34 kg液氙内能量处于（3-13）PE范围内共发现2个暗物质疑似事例,与本底贡献的期望值(0.96-0+0..1520)符合的很好。利用Profile Likelihood分析方法计算得知在全暗物质质量区间内并没有发现显著的信号存在的迹象,从而我们将XENON100实验数据的结果阐述了对暗物质与核子散射截面的上限。该结果不仅进入了大部分目前主流粒子物理模型预言的暗物质参数空间,而且排除了DAMA/LIBRA实验年周期性变化信号来自于原子核反冲的可能性。鉴于DAMA/LIBRA实验年周期性变化信号来自于暗物质原子核反冲的可能性已经被完全排除,一些理论学家先后提出多个粒子物理模型来将其解释为暗物质产生的电子反冲信号,从而例如XENON100实验基于原子核反冲的数据限制便不再适用。XENON100实验采集的暗物质探测数据为寻找暗物质与电子相互作用而产生的年周期性变化信号并验证DAMA/LIBRA实验结果提供了绝佳的契机,具体内容将在论文的第四章详细讨论。XENON100探测器在寻找暗物质信号的同时也记录了表征探测器稳定性的物理参数（如压强、温度和液位等）以便进行后期分析。经过仔细分析这些物理参数的绝对涨落以及其与事例率之间的关联,我们得出XENON100实验探测器的稳定性足以用来事例率的年周期性变化特征。XENON100实验运行过程中由于循环系统的微小泄漏导致探测器中的氡气和氪气含量随着时间有比较大的变化,在精确标定这些放射性含量的基础上我们构造了完整的本底事例率随时间的演化模型。随后我们发展了一套Profile Likelihood数据分析方法来寻找数据中的年周期性变化信号。我们应用Profile Likelihood分析方法来寻找XENON100实验暗物质探测数据中事例率的年周期性变化特征。在能量为（2-6）keV的区间内,单步散射的信号样本和多步散射的本底样本均呈现出一定置信度（?2.8σ）的年周期性变化特征,但相位与标准的暗物质晕模型存在着2.6σ的偏差;高能量（6-10）keV区间内的事例样本中没有年周期性变化信号的存在迹象。在假设年周期性变化信号来自暗物质与电子通过赝矢量相互作用的模型下,XENON100实验结果与DAMA/LIBRA实验的不吻合度为4.8σ,从而进一步否定了DAMA/LIBRA实验年周期性变化信号来自于暗物质的可能性。