量子材料的物理性质及其应用涉及到其中的电子所参与的能量与动量的转移与传递过程，与动量空间中的电子结构密切相关。电子结构在相当大程度上决定了晶体材料的电学、热学、磁学、光学等性质，以及各种电子器件的性能。量子材料中存在多种奇异的量子态，无法在传统的固体物理框架内得到完善的阐释。由这些新型的量子态所导致的奇异的物性在能源问题和信息的存储与处理等方面能够发挥重要的作用。针对能带结构的研究是了解各种新型量子态或奇异物性的基本出发点，包括高温超导材料、拓扑量子材料、太阳能电池、光催化、热电材料等，能带结构的测量与分析对理解微观机理与性能调控都有着不可或缺的重要意义。