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本论文根据对现有超导体的结构分类和以二元结构模型为基础，选取含钛氧化物和金属间硅化物作为探索超导体的主要研究对象。以杂化微波合成方法为主制备了四个系列的含钛氧化物和三个系列具有AIB2结构的含硅金属间化合物，并对样品的晶体结构、形貌、电输运性能、磁性和电化学性能进行了系统的研究。主要内容包括：
1.用微波合成方法成功制备出Sr2xLaxTiO4-δ和Sr3-xLaxTi2O7两个系列的氧化物。Sr2-xLaxTiO4-δ和Sr3-xLaxTi2O7分别在La含量x≤0.4和x≤0.3时可获得单相样品；随着La含量的增加，它们的晶胞参数变化趋势均为a增大，c减少，并且Ti离子的价态有减少趋势。Sr2-xLaxTiO4-δ系列中多数样品的电阻，温度关系显示为半导体行为；但x=0.2附近的样品电阻率在200K以下随温度降低而减小。Sr3-xLaxTi2O7(0.1≤x≤0.3)的电阻-温度关系也显示半导体行为，导电机制由高温热激活向低温变程跃迁转变。两个系列的样品均为顺磁性物质，且随着La含量x增加顺磁磁化率增大。通过磁化率-温度关系曲线拟合分析发现Sr2-xLaxTiO4-δ和Sr3-xLaxTi2O7系列的磁性都有巡游d电子引起的Pauli顺磁性的贡献。
2.用微波合成方法成功制备出单相的“零应变”电极材料Li4Ti5O12和在室温以上有较好应用前景的电极材料Li2Ti3O7，并对结构、晶粒形貌和电化学性能进行了研究。Li4Ti5O12样品在1.56V有很好的充放电平台，首次放电容量为150mAhg-1，27次循环后放电容量基本保持恒定：Li2Ti3O7首次放电容量为120mAhg-1，30次循环后放电容量为112mAhg-1，与文献报道的同类样品循环性能相近。在充放电电流增大接近十倍时，Li4TiSO12样品的首次放电容量为115mAhg-1，10次循环后仍然有105mAhg-1； Li2Ti3O7首次放电容量为88.35mAhg-1，10次循环后放电容量为86mAhg-1，说明这些样品具有较好的保持和循环能力。
3.NaxTiO2被认为有希望出现空穴掺杂超导。本文利用杂化微波合成方法制备NaxTiO2(0.54≤x≤1.0)系列样品。样品的晶体结构随Na含量的增加而变化：在x=0.54时为正交结构；当x=0.6-0.8时为六方和正交两相共存；当x=0.9-1.0时为六方结构。最终。多数样品电阻率随温度变化显示半导体行为，当x=1时，电阻在100K和230K附近存在两个转变；x=0.54时，导电机制可以由变程跃迁机制(VRH)解释。
4.CaAlSi是目前发现的AlB2结构三元硅化物超导体中Tc最高的。我们利用杂化微波加热成功制备了CaAl1-xCuxSi(0.00≤x≤0.06)样品，并且研究Al位置的替代效应。发现随着Cu含量的增加，晶胞参数a和c减小，Tc呈非线性下降。Tc下降可能是由费米面态密度N(EF)和德拜温度OD降低导致的。因此，制备出与CaAlSi有相同的电子数的CaAl1-3xCuxSi1+2x(x=0.02)样品。根据刚性能带模型，CaAl1-3xCuXSi1+2x与CaAlSi具有相同的费米面态密度N(EF)。实验结果显示在铜掺杂量x相同时，保持晶胞内电子数不变的样品Tc较高。
5.利用微波合成和电弧熔炼制备了YSi2和YNixSi2-x(0.33≤x≤0.75)合金。随x的增大，YNixSi2-x的晶胞参数a增大，c减小。所有样品的电阻-温度关系均显示金属行为；随着x的增大，样品的磁性从顺磁向自旋(团簇)玻璃行为转变。利用微波加热制备YCuSi和YCu0.67Si1.33样品，并且在YCuSi的样品中观察到电阻在7K附近的突然下降，但磁性测量没有观察到明显转变，有待进一步研究。