凝聚态物理学的研究进展对许多材料表现的物理机制已相当清楚了,但对于高温超导、庞磁电阻锰氧化物和钴氧化物这类强关联电子系统仍然存在大量悬而未决的问题。具有自旋-电荷-轨道多自由度的强关联电子体系的显著特点在于多重临界相控制的可能性,因而包含丰富的物理行为。基础研究与实际应用唇齿相依,通过对以钙钛矿结构为代表的氧化物深入研究,必将大大促进凝聚态物理学的发展和进一步完善,同时为寻找新的功能材料提供灵感火花。　　 在本论文中,作者结合理论和实验研究,对ABO3型锰氧化物中A位无序效应、空位对ABO3型钴氧化物自旋态的转变效应做了较深入的研究和探索。利用扫描电镜和透射电子显微镜研究不同衬底上生长的超导多层膜和锰氧化物/超导周期多层膜的生长机制和界面微结构。最后还对近年来十分活跃的课题-量子阱与量子点的内部微结构进行了细致表征。主要取得以下结果:　　 1、A位无序对La2/3-xEuxCa1/3-ySryMnO3物性的影响　　 实验设计从母相La2/3Ca1/3MnO3化合物出发,在其A位掺入不同离子尺寸的Eu3+和Sr2+离子,但保持A位离子平均半径不变,从而单独考虑A位无序对La2/3-xEuxCa1/3-ySryMnO3的晶体结构和磁输运性质的影响。实验结果表明,A位无序不会改变晶体的宏观晶胞参数。但随着无序程度的加大,金属-绝缘体转变温度TMI线性减小,与理论模型非常吻合。磁电阻值随着无序度的增大而增强,而且CMR效应的温区明显拓宽。磁性测量结果显示,无序驱使材料发生一级-二级相变,结合朗道理论详细分析得到相变的内在原因。　　 2、La0.7Sr0.3-x□xCoO3(0≤x≤0.2)钴氧化物中锶空位诱导的自旋态转变效应　　 对空位掺杂的La0.7Sr0.3-x□xCoO3(0≤x≤0.2)钴氧化物的晶体结构,磁性和输运性质进行了深入的研究。结果表明:随着锶空位浓度x的增大,A位阳离子无序度增大,导致铁磁双交换作用减弱及反铁磁超交换作用增强,两者相互竞争,出现团簇自旋玻璃态;当空位浓度超过10％,Co-O键长迅速减小,导致晶体场劈裂能加大,大部分三价钴离子以低自旋态出现,系统基态为类超顺磁态,同时样品发生金属-绝缘体相变。　　 3、薄膜、多层膜以及半导体量子结构的电子显微术研究　　 本章第一节主要用电子显微学方法研究对在SrTiO3和YSZ衬底上生长的YEBCO超导薄膜以及LCMO/YEBCO多层膜的表面形貌和微观结构进行了分析和表征。薄膜的致密度和生长结晶情况强烈依赖于衬底的晶格参数和衬底的表面形态。在第二节主要关注半导体多层Si0.88Ge0.22/Si量子阱和Si/Ge/Si量子点的生长机制,发现低温下量子点生长不遵循经典的SK模式,出现新型纳米结构。量子点的耦合能力和分布与Ge层的厚度密切相关。