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通过控制反应过程中的氧分压，成功制备了n分别为0，1和2的系列层状化合物LuFe204(LuFeO3)n。利用透射电子显微镜技术详细分析了LuFe2O4材料从20K到550K温度范围内，微观结构以及电荷序的变化过程。LuF2O4样品从300K原位降温至20K的过程中，与调制结构对应的卫星衍射斑点的系列变化表明该系统存在复杂的电荷序相变过程。仔细研究发现，阻挫基态中Fe2+，Fe3+和Fe2.5+离子的三维有序排列产生的电荷密度波可以在[116]方向上形成电荷条纹序，与透射电镜观察到的20K时样品的调制衍射矢量q1=(1/31/32)一致。正是这种非正弦的电荷密度调制波使得正负电荷中心发生偏移，并在调制矢量方向上产生自发极化，使该样品具有铁电性。在透射电镜中，从300K到550K原位加热样品，电荷序调制衍射点强度逐渐变弱并在Tc=530K以上消失，该温度略高于铁电相变温度，说明在该化合物中，电荷序是结构相变和铁电相变的根源。铁电性能测量表明LuFe2O4在室温附近有很高的介电常数(约为10000)，磁性测量表明，在230K左右存在亚铁磁转变，70K时观察到明显的磁滞回线，具备多铁性材料的行为特征。利用化学替代或插层能有效改变材料物理性能并有助于深入研究其物理机制，因此本文研究了Mg部分替代Fe原子对显微结构、电荷序及物理性能的影响，表明Mg的替代对电荷序和磁有序有抑制作用，使得转变温度降低。RFe2O4(RFeO3)n(n=0，1，2，3：R=Yb、Lu、Y、Er)层状系列化合物，当n取不同值时，层的堆垛方式和晶体结构类型随之发生变化，这一系列化合物在RF2O4铁氧双层结构基础上插入不同RFeO3层，改变了LuFe2O4中的电荷/自旋序组态，实验研究结果显示，这种结构改变在Lu2Fe3O7(n=1)中有利于电荷序和电荷阻挫体系LuFe204(LuFeO3)n(n=0，1，2)的多铁性、电荷序及显微结构研究磁有序结构的形成，使相变温度随之升高。对该系列化合物的深入研究有助于新型铁电物理机制的探讨和新材料的开发。