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人们在钙钛矿结构锰氧化物中发现庞磁电阻效应(CMR)，有理由期待这类材料在高密度存储器件、磁随机存储和传感器等方面具有广阔的应用前景。凝聚态物理学家的兴趣更在于这是一个典型的强关联电子体系。锰氧化物材料是电子的自旋、电荷、轨道自由度和晶体的晶格自由度相互强烈耦合作用，各种相互作用以及它们之间的相互竞争导致了复杂的电子结构、磁结构和晶格结构相图，使其具有许多奇异的物理现象如电荷、自旋和轨道有序、相分离等。钙钛矿锰氧化物已经成为当今凝聚态物理和材料科学研究中最活跃的领域之一。对钙钛矿锰氧化物的研究对于相关电子原型器件，特别是全氧化物器件的开发具有重要意义。本论文中，我们在NdGaO3(001)单晶衬底上生长了一系列的La0.67Ca0.33MnO3薄膜，系统的研究了薄膜中的电荷有序态和相分离现象。各向异性应力是导致薄膜中出现电荷有序绝缘态的决定性因素，探索了薄膜厚度和退火时间对薄膜样品中电荷有序态的影响。本论文的主要内容安排如下：
第一章，介绍了钙钛矿锰氧化物的基本物理性质、晶格结构对其物理性质的影响以及外延薄膜的研究进展。首先介绍了庞磁阻锰氧化物的基本物理性质：基本晶体结构以及晶格畸变，晶场效应和Jahn-Teller畸变，电子结构和双交换作用，磁结构和相图，有序相以及相分离现象。然后介绍了钙钛矿锰氧化物的结构畸变以及结构畸变对其物理性质的影响。最后介绍了钙钛矿锰氧化物薄膜的应变效应，包括由于晶格失配在薄膜中引入的应变对输运行为、轨道有序、电荷有序态等的影响。
第二章，系统的研究了生长在NdGaO3(001)上的La0.67Ca0.33MnO3薄膜的输运性质。La0.67Ca0.33MnO3块材是铁磁金属基态，而La0.67Ca0.33MnO3/NdGaO3(001)薄膜却表现出明显的铁磁金属态和电荷有序绝缘态的两相共存。薄膜厚度和退火时间对薄膜中电荷有序绝缘相有重要影响。在薄膜样品上，我们可以在很宽的温度区间看到明显的低场磁阻。
第三章，我们测量了La0.67Ca0.33MnO3/NdGaO3(001)的磁性质，通过减除衬底的磁信号，得到了La0.67Ca0.33MnO3薄膜的磁化强度-温度曲线，发现样品的磁化强度-温度曲线也具有明显的回滞现象，进一步说明了薄膜中的相共存现象(铁磁金属态和电荷有序绝缘态)。
第四章，用蒙特卡洛方法研究了面内Jahn-Teller效应。合作Jahn-Teller畸变的形成有利于弹性能的释放，进而加大整个体系的Jahn-Teller畸变量。发现温度和退火时间对合作Jahn-Teller畴的产生和长大有重要作用。