近年来拓扑半金属在凝聚态物理领域引起了研究者的极大兴趣。一系列的拓扑半金属得到了理论预测和实验验证,如狄拉克半金属、外尔半金属和节线半金属。它们在费米面附近都具有典型锥形色散的能带,如Cd3As2、Na3Bi、Ta As,属于所谓的第一类拓扑半金属。此外,还存在另一种类型的量子材料,被称为第二类拓扑半金属。第二类拓扑半金属的典型特征是材料内的洛伦兹不变性被破坏,导致锥形色散发生强烈倾斜。第二类拓扑半金属能带拓扑产生的新费米子和玻色子激发可以导致各种有趣的物理性质,如方向相关的手性异常、异常的超导性、奇异的量子振荡和巨大的非线性光学响应等。本文首先设计并搭建了时间分辨的超快光学泵浦-探测实验平台,提出了一种新型的光学延迟结构设计;其次制备了高质量的NiTe2单晶并用超快技术首次对第二类狄拉克半金属NiTe2进行了系统地研究。通过测量超快激光脉冲激发材料后的瞬态反射率随时间变化,分析得到材料的光激发后载流子和相干声子在不同温度下的超快动力学过程。该半金属材料中的相关研究有以下几个发现:（1）光激发非平衡态载流子（电子和空穴）在弛豫时存在两个过程,分别是持续时间约为100飞秒（femtosecond,fs）的电子-声子散射过程和持续时间为几个皮秒（picosecond,ps）的声子辅助电子-空穴复合过程。前一过程中,温度依赖的弛豫可以很好的利用双温度模型来进行理解和描述,进一步拟合得到了电-声耦合系数、德拜温度等该材料的相关物理参数。后一过程的弛豫时间在转变温度T*≈60K处表现出异常,通过对该材料的电子能带结构进行分析,并结合输运测量的结果,这一奇异行为极有可能跟费米面附近能带结构在转变温度T*附近发生了突变相关,即与利夫希兹相变有关。利用声子辅助的电子-空穴复合模型,得到了参与该过程的声子能量在T*前后发生突变。因为三维拓扑狄拉克半金属材料的能带结构都非常类似,所以对于费米能级在狄拉克点附近的体系,该发现具有一定的普适性。（2）由于受激拉曼辐射或位移相干激发的作用,在该材料中发现了几个相干光学声子模式,其频率分别为～4.3 THz（ω1/2π）、～4.5 THz（ω2/2π）和～2.7 THz（ω3/2π）。其中ω3模式的强度很小,但跟激发光的偏振关系密切,分析表明它来自Eg模式。相对比的是,频率相近的ω1和ω2为来自于A1g模式的声子。通过温度依赖的测量,精确得到了ω1和ω2模式的频率与弛豫时间随温度变化的关系。ω2模式随温度依赖的变化可以用经典的非简谐弛豫模型进行很好的描述。但是,ω1声子模式出现了奇异的温度重整化效应,即其温度依赖的频率和寿命没法用非简谐弛豫模型来进行描述,尤其是在T*前后出现反常。通过对比发现,该声子模式的能量与参加带间电子-空穴复合过程中的某一个声子能量几乎一致,所以该奇异现象也来源于费米面附近的电子结构突变。论文实验结果揭示了NiTe2的非平衡态载流子和声子弛豫的相关性质,这些性质与材料本身费米面附近的电子拓扑结构密切相关。该结果可以对理解第二类狄拉克半金属体系材料的载流子弛豫性质提供参考,同时对于未来基于这类材料的光电子器件研究和应用提供了微观机制方面的解释。