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近些年来钙钛矿型锰氧化物(AMnO3)的研究一直受到广泛的关注。一方面是由于不同价态的Mn离子之间的交换作用以及电荷-自旋-轨道有序-品格自由度之间存在强烈的相互作用，由此诱发产生了有序化、相分离和磁相变等有趣的物理现象；另一方面在发现La2/3Ba1/3MnO3钙钛矿型铁磁薄膜室温下的巨磁电阻效应后，由于其在磁记录、磁传感器等方面潜在的应用前景，使得该类化合物成为凝聚态物理学界的研究热点之一。已有的研究表明，A位离子尺寸和价态的选择，可以控制Mn离子的价态和品格畸变，从而影响材料的磁性，电荷以及轨道有序；同样与Mn相邻的过渡金属离子取代Mn离子后，-原子之间的相互作用对磁性和电子结构也会产生影响。因此目前钙钛矿型锰氧化物的掺杂效应的研究已成为凝聚态物理中一个十分活跃的前沿领域。
本论文首先简单的概述了关于钙钛矿型锰氧化物体系的若干重要的实验和理论的研究成果与最新进展，然后以钙钛矿结构锰氧化物SrMn0.5Fe0.5O3和La1-xCaxMn0.5Fe0.5O3(0≤x≤1)体系作为研究对象，通过各种表征手段，系统的研究了A、B位的掺杂效应、磁性离子之间的相互作用、材料的磁性和过渡金属离子的价态，获得了若干有价值的研究结果。
本论文共分五章，每章的主要内容概述如下：
第一章首先简要介绍了钙钛矿型锰氧化物的研究成果及其重要的应用价值。锰氧化物体系存在丰富的物理内容，涉及金属-绝缘体转变、电荷序、轨道序和相分离等许多凝聚态物理的基本问题，然后简述了钙钛矿型锰氧化物体系中几种基本的物理机制，主要包括晶体结构、电子结构、磁有序结构、电荷-自旋-轨道有序、Jahn-Teller效应、相分离、自旋及团簇玻璃态等，最后扼要地给出本文的研究目的、思路和研究内容。
第二章介绍了多晶样品的制备方法、工艺流程以及样品的各种物性测试方法和原理。
第三章首先采用传统的固相反应法制备了SrMn0.5Fe0.5O3陶瓷样品，为了制备出单相的高质量的多晶样品，在制备样品的过程中，我们对其中的关键工艺步骤进行综合优化设计，然后对晶体结构，磁性和离子价态进行了系统的表征与分析。X射线衍射谱的Rietveld拟合表明样品属于理想的立方钙钛矿型结构，晶格常数为a=b=c=3.843A，空间群为Pm3m(No.221)，在样品的X射线衍射谱中没有观察到超晶格衍射峰，因此可以确定SrMn0.5Fe0.5O3中的Mn离子和Fe离子随机占据着B位。X射线光电子能谱表明Mn离子为+3和+4的混合原子价态，Fe离子为+3价。样品在大于230K的高温区域呈现居里顺磁特性，在小于230K的低温区域样品表现出自旋玻璃态行为，这种特性源于Mn离子和Fe离子之间的交换作用及自身价态和分布的不均匀性。由于Fe3+离子占据氧八面体的中心，对顺磁区的穆斯堡尔谱测量表现为四级分裂。
第四章研究了Ca掺杂的La1-xCaxMn0.5Fe0.5O3体系多晶样品的结构和磁性演化行为特性。发现随着Ca掺杂量的增加，样品的晶格常数和晶胞体积有所减小，多晶样品的平均晶粒尺寸也有所减小，SEM图像直观的反应Ca有效地掺杂到La位。根据电荷守恒定律，Ca离子掺杂诱导了系统中的不同价态的Fe和Mn磁性离子产生，随着不同价态的Fe、Mn磁性离子的比例的改变，系统在宏观磁性上呈现出较复杂磁性变化特征。依据多价态的过渡金属Fe和Mn磁性离子之间可能存在的双交换作用及超交换作用，对La1-xCaxMn0.5Fe0.5O3体系多晶样品的磁化强度随外加磁场的变化关系给出了定性解释。
第五章对全文进行了总结和展望。