钙钛矿型氧化物ABO3自发现以来就是研究的热点,由于A、B位不同的元素组合,使这类钙钛矿有着丰富的电输运行为和磁性能,如巨磁阻效应、金属-绝缘体转变等,使它们在自旋电子器件、存储器、固体氧化物燃料电池等领域有潜在的应用价值,这些性质和潜在应用引起了科研工作者的广泛关注和研究。在本论文中,我们主要关注A位为镧系稀土元素,B位为3d过渡金属钴和锰的钙钛矿氧化物,其中A位掺杂的Re1-xAexMnO3钙钛矿锰氧化物由于其CMR、磁热效应以及在磁性相变点(TC)附近的金属-绝缘体转变等有趣特性而被广泛研究。钙钛矿型FMI为自旋电子器件和磁电器件提供了新的可能性。但对于MIT的起源问题并没有达成一致,对应的居里温度也未达到应用的需求。磁阻效应等磁和电输运行为虽然在早期研究中被归结为Mn3+/Mn4+离子间的双交换作用,但后来后来发现Jahn-Teller效应、反铁磁超交换相互作用、轨道和电荷有序等机制的作用也是不可忽视的。因此,关于钙钛矿锰氧化物中的磁和电输运行为的认识,目前还缺乏系统的理论。与单钙钛矿氧化物相比,双钙钛矿A2BB’O6结构由于A位或B位离子的变化,可表现出更加丰富的物理特性和应用前景。但对于其中的离子有序度、A位与B位离子之间及不同B位离子之间的磁相互作用,对物理特性的影响,始终是人们关注的一个问题。第一章,我们简单介绍了Co/Mn基钙钛矿金属氧化物的晶体结构、电输运性质以及磁性相关的概念,并介绍了这类材料的研究现状。第二章,我们从简单的单钙钛矿出发,制备了 A位掺杂的Pri-xBaxMnO3(x=0.25、0.30、0.33和0.36)多晶陶瓷,并系统地研究了它们的磁和电输运性。所有样品在铁磁转变温度Tc以上都显示出非格林菲斯相,此外,变温电阻率曲线中都出现了两个金属-绝缘体转变,分别对应于高温的TMI1和低温的TMI2。结合电输运和磁性结果,TMI1处的第一个金属-绝缘体转变归因于Mn3+/Mn4+双交换相互作用,而在TMI2处的第二个金属-绝缘体转变与Mn3+/Mn4+铁磁双交换相互作用产生的内场抑制了反铁磁相互作用密切相关。这项工作不仅为Pr1-xBaxMnO3低温处金属-绝缘体转变TMI2的起源提供了更合理的理论解释,而且为调控钙钛矿型锰氧化物中铁磁绝缘相供了一种新思路。第三章,我们选取一种结构特殊的层状双钙钛矿PrBaCo2O5+δ(PBCO)进行研究,最初合成的PBCO记为AP-PBCO,然后分别在O2气和Ar气氛下退火(分别表示为O2-PBCO和Ar-PBCO)。研究发现,随着氧含量的增加,晶体结构从正交结构(空间群Pmmm)变为四方结构(空间群P4/mmm)。同时,所有样品均显示出磁阻效应,在氩气中退火的样品Ar-PBCO,随着的温度降低,磁阻效应从正变为负,并且随着氧含量的增加或温度降低,磁阻值增大。对于AP-PBCO,在9T下在70K左右可获得较高的磁阻值,约为-38%。此外,观察到AP-PBCO和O2-PBCO的磁阻值异常降低。电阻率和磁性能研究结果表明,与自旋无序相关的极化子跃迁能WP的减小,以及依赖氧空位含量和有序度的晶体结构主导的反铁磁和铁磁相互作用的竞争作用对于PBCO中的磁阻效应至关重要。磁阻值的异常可归因于与反铁磁相关的极化子跃迁能量WP的降低。第四章,我们选用A位为磁矩较大的稀土元素Dy,采用改进的溶胶-凝胶法制备了双钙钛矿Dy2CoMnO6(DCMO)。并且系统地研究了 DCMO的晶体结构和磁性。DCMO性质与最近报道的Gd2CoMnO6(GCMO)表现出明显不同的现象,它们不仅显示了高于TC的格林菲斯相和非格林菲斯相之间的差异,而且低温3d-4f交换相互作用还显示了铁磁和反铁磁之间的差异。尽管反位无序是格林菲斯相的起因,但我们认为磁性稀土离子Dy本身的有效磁矩和离子半径也起着重要作用。据我们所知,双钙钛矿DCMO的格林菲斯相尚未报道过。第五章中,我们用非磁性A13+离子替代双钙钛矿La2CoMnO6的B位磁性离子Mn,来调控该体系的磁性。X射线衍射结果表明,随着Al含量的增加,晶体结构从单斜相(空间群P21/n)向三方相(空间群R-3c)结构转变,同时晶胞参数减小。Al离子替代会导致Co2+-O-Mn4+长程铁磁超交换相互作用被破坏,剩余磁化强度Mr和铁磁转变温度TC随着Al掺杂的增加而显著降低。但是,在x=0.25的样品中我们观察到矫顽场HC和有效磁矩μeff的异常增加。结合XPS和红外光谱的结果分析,该异常现象不是磁性离子的价态改变引起的,而是由于Co3+离子的自旋态由中自旋态转变为高自旋态引起的,这种自旋态的转变可能是因为较高无序系统对应的晶体结构对称性升高,升高的对称性会抑制Jahn-Teller畸变,而被抑制的Jahn-Teller畸变有利于Co3+离子在高自旋态的稳定。