拓扑半金属是具有奇异物理特性和重要科技应用的一种新颖拓扑量子材料。拓扑半金属在其费米能级附近，导带和价带间有重叠的部分而形成有限个点或者节线圈。根据其能带结构及能级简并特征，拓扑半金属主要可分为狄拉克半金属(Dirac semimetal)、外尔半金属(Weyl semimetal)和节线半金属(Nodal-Iine semimetal)。这种拓扑能带结构由于受到时间反演对称性和空间反演对称性的保护，因而拥有很强的稳定性。高压强(high pressure)是一种环境参数，可以缩短材料内原子间距离，增加相邻电子间的轨道重叠，可引起材料内晶体结构发生变化，导致超导、磁性或电性的有序排列等各种可能的相变，以及破坏拓扑半金属材料的拓扑对称性保护等，从而高压强可以导致新的物理现象或者全新的量子态。核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)是指处于外磁场中的材料内的原子核系统受到相应频率的电磁波的辐射时，在其自旋磁能级之间发生的共振跃迁现象（当电磁波辐射的能量hv，恰好等于原子核自旋相邻两磁能级间的能量差AE时，处于低能态的核自旋吸收电磁辐射能跃迁到高能态）。核磁共振由于其可深入材料内部而不破坏样品，并具有迅速、准确、分辨率高等优点，而广泛用于分析材料的性质及用来研究材料性质变化的物理学机制。本文利用高压强和核磁共振技术对拓扑节线半金属材料ZrGeSe的基本物理学性能进行了深入的研究。
　　本文的工作主要有三个部分。第一部分，关于高压实验平台及其电性测量系统的设计及构建。文中介绍了本人搭建的高压强实验平台及自主设计并加工制成的高压强电性测量探杆设备，叙述了自主组建的电阻测量的电子电路系统，并对高压强的获得即金刚石对顶压砧(DAC)的使用，及给ZrGeSe施加高压强的实验过程做出了系统性的阐述。
　　第二部分，关于高压强下ZrGeSe的电学性质的研究。通过测量出的ZrGeSe的电阻-温度曲线，结果发现随着对样品施加的压强的增加，样品的电阻明显降低，即材料的导电性能明显增强。通过对理论模型的分析发现，随着压强的增加，ZrGeSe导电的散射机制发生了变化。当施加的压强达到～50GPa（1GPa=10000大气压），虽然材料的导电性能得到明显增强，但并没有观察到超导现象或结构相变的发生。进一步的高压强实验测量发现，在高压强环境下(24.55GPa)加入磁场(≤16T)后，该材料并没有像常压环境下那样出现磁场导致的金属.绝缘体交叉(metal-insulator crossover)现象，而是表现出很强的金属性质，即高压强有效抑制了强磁场下能隙的出现。这也说明了在高压强下ZrGeSe的拓扑能带结构的稳定性得到增强。
　　第三部分，关于ZrGeSe的核磁共振实验研究。通过对77Se-核的核磁共振光谱和奈特频移(Knight shift)的测量，结果发现在不同磁场环境条件下，随着温度的降低，在金属-绝缘体交叉温度TMI附近，77Se-核的核磁共振光谱并没有出现分裂，但谱线宽度(the full width at half maximum，FWHM)明显增加，即77Se-核周围的电子的自旋产生的磁场的静态分布发生了变化，表明77Se-核周围磁场大小的分布的不均匀性(field inhomogeneity)得到显著增加，也就是材料内的电子在金属-绝缘体交叉温度TMI处出现了由磁场导致的自旋排列的有序(spin order)。这种由磁场导致的自旋排列有序，符合物理学上的条纹有序(stripe ordering)现象。
　　为了进一步观测金属一绝缘体交叉温度TMI处出现的由磁场导致的自旋有序的发生，我们进行了77S-核的自旋晶格弛豫时间T1的测量。通过测量，结果发现在金属，绝缘体交叉温度TMI以上，1/T1T与温度T之间不满足科林伽(Korringa)关系，而是存在一定的电子自旋反铁磁相关和自旋涨落。并且，1/T1T在金属-绝缘体交叉温度TMI处，随温度的降低而出现突然的减少，即电子自旋的磁化率xs(T)在金属-绝缘体交叉温度处发生了减少的突变，从而进一步揭示了金属.绝缘体交叉温度时电子自旋排列发生了有序的变化和有自旋能隙的出现。因此，结合77Se-核的核磁共振光谱、奈特频移和77Se-核的自旋晶格弛豫时间乃的实验数据，我们发现由磁场导致的自旋排列的有序变化，是导致拓扑节线半金属ZrGeSe在强磁场条件下出现金属.绝缘体交叉现象的根本原因。
　　因而，核磁共振实验，从原子尺度上展示了金属-绝缘体交叉温度附近，77Se-核周围电子自旋的静、动态性质，从而有效揭示出了拓扑节线半金属ZrGeSe在强磁场条件下出现的金属一绝缘体交叉现象的物理学机制。