钙钛矿型锰氧化物由于其内部的电荷、自旋、轨道及晶格等自由度间的强烈耦合，多种竞争机制下产生了丰富的物理现象，这些性质为开发自旋电子学器件提供了基本素材，同时钙钛矿锰氧化物也为凝聚态物理的研究提供了“天然实验室”，是自然界赐予人类的一块瑰宝。本论文的研究对象为La1-x-yCaxKyMnO3（LCKMO），其由于A位两种不同价态离子K和Ca的共同掺杂，使Mnn+呈现更为复杂的电子态分布，具备三重价态及原子级p-n结整流等多种新奇特性。本论文针对LCKMO材料的低维制备和电磁性能进行了研究，取得的结果如下：1)制备了不同维度的LCKMO材料，分别用水热法、脉冲激光沉积法和模板辅助沉积法制备了三维单晶，二维高质量薄膜和一维纳米管及零维纳米点材料。2)采用多种实验方法研究了LCKMO单晶和薄膜的电学性质，二者除表现基本磁阻特征外，更是呈现出明显的整流效应。3)对薄膜的磁热研究表明其在磁制冷应用方面有潜在的应用价值。5T下最大磁熵变为3.45Jkg^-1K^-1，相对制冷效率为379.5Jkg^-1，磁熵半峰宽为110K。各章节的主要内容概括如下：第一章介绍了钙钛矿锰氧化物的研究背景及相关基础理论，概述了新兴的自旋电子学及锰氧化物相关的器件应用，最后简述了论文的选题思路。第二章用多种实验方法如两电极法、变温原子力法、聚焦离子束辅助四电极法和交流频谱法研究了LCKMO单晶的电学性质，结果表明单晶材料具备明显的整流特性，在正向电压下快速开启，而在反向电压下则保持截止状态。第三章介绍了脉冲激光沉积法（PLD）制备LCKMO薄膜并对薄膜进行了系统表征。首先介绍了等离子体的形成及薄膜的生长动力学过程，然后有目的地优化薄膜的生长。ICP，XRD，SEM，TEM，XPS和RBS等表征说明钛酸锶基底上获得了较高晶体质量的LCKMO薄膜。第四章研究了薄膜的电磁学性能。在面内用四电极法研究了薄膜的输运特性，在面外方向，以SrRuO3作为底电极进行原子力测试，表明薄膜呈现良好的单向导通效应，最后对整流机制做了阐述。用等温磁化法研究了薄膜样品的磁熵性能，较大的磁熵半峰宽和相对制冷效率表明其在Ericsson磁制冷循环有较好的应用潜能。第五章介绍了La0.8Ca0.2MnO3（LCMO）和LCKMO低维纳米材料的制备。用阳极氧化铝模板（AAO）作为基底，PLD沉积后去除模板，则得到纳米管材料。实验中，对纳米管进行了系列表征，并对形成机理进行了解释。将超薄AAO转移到钛酸锶基底后，沉积后去除模板即可得到相应的纳米点材料，其纳米材料性能还在进一步研究。第六章对全文进行了总结，并对原子级p-n结材料在未来的研究和应用进行了展望。随着科技的发展进步，人类逐渐在纳米尺度认识和改造世界，通过操控原子和分子以创造新物质和新性能。本课题组基于实验结果提出的原子级p-n结概念，为新型电子信息材料的开发和新型器件构型提供了素材和设计思路。本文工作用多种实验方法进一步证实了结效应，并且丰富了样品的存在形式，同时表明材料有较好的磁热效应，为制备复合功能自旋电子学器件奠定了基础。