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铜铁矿结构ABO2和稀土铬氧化物AB1-xBxO3型化合物均是典型的强关联电子体系。其中存在自旋、晶格、电荷、轨道等多种耦合相互作用，从而具有磁相变、磁电耦合效应、磁致伸缩、磁介电效应等丰富的物理现象。温度、外加磁场和离子替换等因素都能直接影响自旋、电荷、晶格之间的相互作用，从而改变物质的磁电物理特性。因此，我们可以通过离子替换和强磁场等手段来研究该类材料的磁性和电性质。本论文选择CuFeO2和YFe0.5Cr0.5O3为研究对象，详细探讨了掺杂对六角及正交结构化合物磁性和电性质及其耦合性能的影响。论文研究内容如下： 一、简单介绍了多铁性材料 CuFeO2的磁性受挫及其自旋晶格耦合的物理性质。分别从研究背景、晶体结构、磁结构、比热特性和磁电耦合等来介绍CuFeO2的磁电物理性能。此外还介绍了几种稀土铬氧化物磁特性的研究进展。 二、利用光学浮区法制备了三角晶格反铁磁体CuFeO2及其B位掺杂的单晶样品。探究溶胶凝胶法制备正交钙钛矿结构YFe0.5Cr0.5O3多晶样品的工艺条件，并成功制备了YFe0.5Cr0.5O3及其A位掺杂系列样品。研制并介绍了脉冲强磁场环境下的磁化和电极化测量系统。 三、详细研究了三角晶格反铁磁体CuFeO2单晶在稳恒场和脉冲场下的的磁性质，并得到该体系完整的磁相图。研究表明CuFeO2单晶样品存在磁晶各向异性。由于该体系磁受挫和自旋晶格耦合作用，使其在随磁场变化过程中经历了连续的台阶式的磁相变，并且在72.8 T磁场处首次观察到了该样品的饱和磁化平台。我们还研究了CuFeO2单晶的磁电耦合性质，结果表明只在非公度非共线的铁电相内出现磁场诱导的电极化，此电极化行为受温度和磁场扫场速率的调控。在外加电场下进行磁化测量，结果进一步证明了在非公度非共线态的磁电耦合效应。CuFeO2单晶应力随温度的变化说明该系统内存在较强的自旋晶格耦合作用。 四、研究了 B位 Ga掺杂的CuFe1-xGaxO2单晶的磁化特性和磁电耦合效应。当Ga掺杂浓度小于0.05时，观察到连续的台阶式的磁相变行为，在此范围内随着掺杂浓度的增加，磁相变行为越来越弱。这是由于Ga离子的引入破坏了Fe离子层内和层间的反铁磁相互作用，减弱了系统的自旋受挫。当掺杂浓度大于0.08时，系统磁相变和各向异性行为消失。少量Ga的引入使系统在低场范围内出现四子晶格相和铁电相共存，从而提高了该体系自发的电极化性能。 五、研究了正交钙钛矿结构YFe0.5Cr0.5O3化合物的反常磁化特性和低温介电响应。实验结果表明，在0.01 T磁场下温度小于244 K时，YFe0.5Cr0.5O3多晶的磁化强度为负值，随着温度的降低磁化强度逐渐减小。该体系中存在与自旋重取向和Maxwell-Wagner效应有关的介电弛豫。在反铁磁有序的温度附近其介电常数也发生相应的变化，即YFe0.5Cr0.5O3体系中存在磁介电效应。 六、研究了A位稀土离子掺杂对YFe0.5Cr0.5O3化合物的磁性和介电性质的影响。当Ho离子掺杂量x=0.05时，分别在239 K和48 K处观察到磁化反转，这是由于Fe-O-Cr和Ho-O-Fe/Cr反铁磁相互作用共同作用的结果。当Ho离子掺杂量x>0.3时，该体系负磁化现象消失。Eu掺杂的化合物中，在掺杂量x≤0.5范围内都能观察到负磁化现象，随着掺杂量的增加补偿温度逐渐减小。在Y0.9Ho0.1Fe0.5Cr0.5O3样品中的介电弛豫明显减弱，说明了该体系的介电响应与自旋重取向有关。