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所有的玻色子都凝聚于同一个单一的量子态的状态被称为玻色-爱因斯坦凝聚。量子磁体Sr3Cr2O8和Ba3Cr2O8具有相同的三角R3m晶体结构和自旋为1/2的Cr粒子。材料中Cr和它最近邻的Cr发生自旋耦合，形成总自旋S=0的基态和具有能量为J0总自旋S=1的三重第一激发态。在外加磁场的作用下，三重第一激发态发生塞曼能级分裂，其中的|Sz=1>态会逐渐向基态靠近，最终在第一临界磁场时等于基态。此时，自旋二聚体开始凝聚到|Sz=1>态上，发生玻色-爱因斯坦凝聚。为了探究量子磁体中玻色-爱因斯坦凝聚现象的本质，从而尝试对该现象发生的温度、磁场强度进行调控，通过铁磁性或反铁磁性或非磁性元素的掺杂，讨论掺杂对它的影响。主要研究内容如下： 一、简单介绍了玻色-爱因斯坦凝聚的发展过程，在量子磁体中的发现和研究意义，从晶体结构和自旋能级方面阐释量子磁体Sr3Cr2O8和Ba3Cr2O8体系中，形成玻色-爱因斯坦凝聚的机理。 二、研究了光学浮区法生长Sr3Cr2O8和Ba3Cr2O8和掺杂单晶样品的制备条件，成功制备了课题研究的(Sr, Ba)3Cr2-xMxO8(M=Fe、V、Nb)单晶样品。使用脉冲强磁场下的磁化测量系统和自行研制的磁化测量样品杆，测量了磁化强度随温度和磁场变化曲线。发现随着温度的升高，玻色-爱因斯坦凝聚的第一临界磁场会升高，而第二临界磁场会降低。并且，掺杂会对临界磁场有影响，这个影响会随着掺杂元素不同而不同。最后，给出了温度-磁场强度相图。 三、研究了不同掺杂元素Fe、V对量子磁体玻色-爱因斯坦凝聚的影响。发现掺杂会使自旋二聚体内的相互作用 J0增强，从而使转变临界温度变化，第一临界磁场增大。Fe粒子的掺杂会使得自旋二聚体从单重态向三重第一激发态相变的过程对磁场更加敏感，而非磁性粒子V的掺杂对这个过程影响不大。同时发现，这个体系最高的可以实现玻色-爱因斯坦凝聚的温度高达10开尔文，为研究量子磁体玻色-爱因斯坦凝聚相关现象提供了极好平台。 四、研究了同种掺杂粒子Fe的不同掺杂量对量子磁体玻色-爱因斯坦凝聚的影响。发现由于Fe粒子掺杂，Cr-Cr自旋二聚体内的相互作用J0、自旋二聚体间的相互作用J’、单纯由自旋二聚体引起的磁化率χdimer随温度的平均变化率Δχ/ΔT对磁场变化影响的灵敏度显著增强。 五、探索性的研究了量子磁体 Sr3Cr2O8单晶样品零场下的光吸收谱和超强磁场下的法拉第旋转。发现在零外加磁场和4.2开尔文的低温下，约100微米厚的样品会在1731纳米位置出现一个吸收峰。而在目前的探测条件下，无法探测到量子磁体Sr3Cr2O8在超强磁场下的法拉第旋转信号。