目前凝聚态物理理论可以解释大部分固体材料的物性及其背后的微观机理,然而仍然有许多重大的问题亟待讨论,其中就包括如何准确描述强关联电子材料这一具有众多新奇物性的体系。传统的能带理论基于单电子近似而忽略了电子间的库仑相互作用,能解释普通金属、半导体和绝缘体在微观机理上的区别。在强关联电子材料中,单电子近似不再适用,包括电子在内的众多准粒子之间的强关联作用,使得其呈现出纷繁复杂的量子特性以及难以定量描述的物理微观机理。如何能够准确地描述这些强关联电子材料中的电子结构、磁性、超导电性、量子相变等,对于我们开拓新材料,发现新现象,发展新技术具有重要的价值。发展超越能带理论的强关联电子体系理论更离不开实验和理论计算的探索。强关联电子体系材料包含众多量子特性各异的材料种类,其中重费米子体系由于其本身的能量尺度低、易调控等特点,随着近年来的实验新技术和新理论的发展而成为研究强关联电子体系的理想材料,因此我们选择了重费米子及其相关的f电子材料体系进行研究,主要对象为典型反铁磁铀基重费米子超导体UPd2Al3以及镧系头号元素La,分别对它们进行了晶体/薄膜制备、输运行为和电子结构的实验和理论研究,以期为强关联电子材料体系的研究提供坚实的实验和理论基础。在已有的研究中,对UPd2Al3的讨论主要集中在其超导电性和磁性相变等方面。人们早期对它进行了广泛的探索,确定了其磁结构、磁相变、加场行为、5f电子行为,以及可能的超导序参量等。然而,对于其5f电子行为仍然没有定论,现有的实验和理论结果要求更为高精的实验和突破性的理论描述才可以解释这一新奇反铁磁-超导共存重费米子材料中的所有物理。本论文主要开展了 UPd2Al3单晶制备及输运特性研究,具体包括:使用四电弧提拉炉和箱式炉生长了退火和未退火的UPd2Al3单晶,之后利用XRD和能量色散谱(EDS)确定了单晶的生长质量、有无杂质情况、元素组分和晶面指数等信息,最后使用综合物性测试系统(PPMS)得到UPd2Al3单晶的电阻、磁化率、磁化强度等数据,对这些数据进行分析拟合,得到UPd2Al3的磁性结构、输运特性和f电子行为特性等信息。我们生长出了剩余电阻率(RRR)=164的高质量UPd2Al3单晶,发现退火会对其晶体质量造成负面影响。通过磁化率的数据拟合发现UPd2Al3中的5f电子存在局域-巡游双重特性,有效磁矩为3.246 μB/U,说明U离子存在较强的价态涨落。UPd2Al3中的5f电子在80 K附近发生较强的相干作用,同时伴随短程磁矩基团相互作用,两者竞争决定体系基态,在14 K由顺磁态转变为反铁磁态,UPd2Al3的磁化强度曲线显示其磁畴重定位和电子自旋翻转分别发生在0.6 T和4 T。金属La是一个古老的体系,人们对它在应用和基础研究领域进行了充分的探索,然而悬而未决的问题在于其电子结构的确定以及是否存在表面电子态。本文主要开展了α-La薄膜的单晶制备和电子结构研究,主要包括:首先采用分子束外延(MBE)法生长高质量的α-La单晶薄膜,采用反射式高能电子衍射(RHEED)和低能电子衍射(LEED)等分析技术原位监测其薄膜的二维生长情况、有无表面重构情况和定向生长质量等信息,之后选择质量良好的α-La薄膜进行角分辨光电子能谱(ARPES)研究,得到了不同温度和不同入射光子能量下的电子结构、清晰的费米面形貌和表面电子态等信息,最后将实验所得的结果对比我们的第一性原理计算,发现薄膜α-La可能因其低维特性而出现不同于体态的较强d电子关联效应,发现了α-La布里渊区中心不存在普遍认为的dz2的表面态,而是来自于5d电子体能带的贡献。