功能氧化物通常表现出独特的电学、光学、磁学、热学等物理性质,是当今基础研究和应用研究的关注核心。这些备受关注的功能属性与材料的元素组成、微观结构、制备工艺等有着密切的关系。为了促进功能氧化物的应用进程,深刻理解其中的物理性质的本质,及其调控规律,是关键所在。本文通过对三种层状功能氧化物Sr₁₄Cu₂₄O₄₁、Sr₂IrO₄、Bi₆Ti₃Fe₂O₁₈的大量文献调研,深入研究了各个系统的结构特性。在此基础上,通过掺杂来调控各个系统在不同方面的性质,揭示其中的物理本质。第一部分:采用固相法制备样品。利用XRD寻峰及相关软件确定了其晶格常数的变化。芯能级光电子发射谱的测量提供了Sr₁₄(Cu_1-xRu_x)₂₄O₄₁系列样品的电子结构:初步研究系列样品中Cu离子实际平均化合价,得到Cu离子主要是+2价的,只存在非常少的+3价Cu离子;未掺杂样品O1s在低结合能方向的一个“小台肩”被认为是空穴载流子的等离子激发,掺杂后的样品“小台肩”则为Ru-O键的形成。Sr3d和Ru3d芯能级光电子发射谱表明它们分别为+2和+4价态。电输运性质的测试分析表明,Ru⁴⁺掺杂系列样品中随掺杂浓度的增加,样品的电阻率具有半导体电输运特性且先增加后减小,揭示了Cu₂O₃自旋梯子上空穴载流子浓度先减小后增加。进一步分析显示阻温关系曲线上存在一个渡越温度T_ρ（²06K左右）,该系统在T_ρ上下存在两种导电机制:在T_ρ以上,自旋梯子上单个空穴的热激发对电导有贡献;在T_ρ以下,一维配对的局域化的空穴变程跳跃电导起主要作用。另外,我们还测量了在磁场强度1T下、10-200K温度范围的磁化率,通过对部分磁温曲线进行拟合处理,拟合参数分析表明Ru掺杂使得体系的二维特性增强,反铁磁相互作用增加,并且进一步通过拟合的参数讨论了磁特性和电子态的联系。第二部分:采用flux方法制备系列(Sr_1-xLa_x)₂IrO₄单晶样品。XRD衍射表明该系列单晶样品均为纯相。通过对电阻率温度曲线的系列拟合及理论分析,可以揭示出了(Sr_1-xLa_x)₂IrO₄单晶样品在各个温区的导电机制,并且通过一系列模型拟合得到相应导电机制的各类参数并加以讨论。第三部分:采用溶胶凝胶方法制备出单相Bi₅SmTi₃Fe₂O₁₈陶瓷样品。X射线衍射结果显示所制备的样品为单一相。相对介电常数的测量观察到了典型的介电弛豫现象,并且其相对介电损耗很小。进一步测量了复阻抗以及交流电导率,得到相应的热激活能,进一步分析其极化过程。