Materials harboring exotic quasiparticles, such as Dirac and Weyl fermions\cite{xu2015discovery,borisenko2015time,weng2015weyl,xu2015observation}, have garnered much attention from the physics and material science communities. These fermions are massless and, in some materials, have shown exceptional physical properties such as ultrahigh mobility and extremely large magnetoresistances \cite{liang2015ultrahigh,ali2014large,du2015unsaturated,shekhar2015large}. Recently, new materials have been predicted to exist which exhibit line nodes of Dirac cones \cite{PhysRevLett.115.036806,xie2015new,burkov2011topological,rhim2015landau}. Here, we show with angle resolved photoemission studies supported by \textit{ab initio} calculations that the highly stable, non-toxic and earth-abundant material, ZrSiS, has an electronic band structure that hosts several Dirac cones which form a Fermi surface with a diamond-shaped line of Dirac nodes. We also experimentally show, for the first time, that the square Si lattice in ZrSiS is an excellent template for realizing the new types of 2D Dirac cones recently predicted by Young and Kane \cite{young2015dirac} and image an unforseen surface state that arises close to the 2D Dirac cone. Finally, we find that the energy range of the linearly dispersed bands is as high as 2\,eV above and below the Fermi level; much larger than of any known Dirac material so far. This makes ZrSiS a very promising candidate to study the exotic behavior of Dirac electrons, or Weyl fermions if a magnetic field is applied, as well as the properties of lines of Dirac nodes

For the purpose of recovering the intriguing electronic properties of freestanding graphene at a solid surface, graphene self-organized on a Au monolayer on Ni(111) is prepared and characterized by scanning tunneling microscopy. Angle-resolved photoemission reveals a gapless linear $\ensuremath{\pi}$-band dispersion near $\overline{K}$ as a fingerprint of strictly monolayer graphene and a Dirac crossing energy equal to the Fermi energy (${E}_{F}$) within 25 meV meaning charge neutrality. Spin resolution shows a Rashba effect on the $\ensuremath{\pi}$ states with a large ($\ensuremath{\sim}13\text{ }\text{ }\mathrm{meV}$) spin-orbit splitting up to ${E}_{F}$ which is independent of $\mathbf{k}$.

Graphene in spintronics has so far primarily meant spin current leads of high performance because the intrinsic spin-orbit coupling of its pi-electrons is very weak. If a large spin-orbit coupling could be created by a proximity effect, the material could also form active elements of a spintronic device such as the Das-Datta spin field-effect transistor, however, metal interfaces often compromise the band dispersion of massless Dirac fermions. Our measurements show that Au intercalation at the graphene-Ni interface creates a giant spin-orbit splitting (~100 meV) in the graphene Dirac cone up to the Fermi energy. Photoelectron spectroscopy reveals hybridization with Au-5d states as the source for the giant spin-orbit splitting. An ab initio model of the system shows a Rashba-split dispersion with the analytically predicted gapless band topology around the Dirac point of graphene and indicates that a sharp graphene-Au interface at equilibrium distance will account for only ~10 meV spin-orbit splitting. The ab initio calculations suggest an enhancement due to Au atoms that get closer to the graphene and do not violate the sublattice symmetry.