稀土-铁氧化物RFeO3由于其自旋-轨道之间的强耦合，拥有复杂的磁结构，具有磁光效应、磁电耦合等系列丰富而新奇的物理现象，使它成为凝聚态物理这一学科研究的典型化合物。从上世纪五十年代开始，稀土-铁氧化物受到广泛关注，圆柱形的磁畴结构、磁有序、自旋重取向、快速磁开关等研究课题，目前已有大致清晰的物理图象。而近些年来，超快光磁激发、超快自旋开关和多铁性等工作中取得的新进展又引起了研究重稀土-铁氧化物的热潮，这些丰富的物理性质也使其具有成为功能材料的可能性。磁致冷便是典型的应用，然而在重稀土的RFeO3化合物中这方面的研究还不多且并不系统。为此，我们在本文中将涉及重稀土RFeO3化合物单晶中各向异性磁热效应方面的工作。和传统的气体压缩制冷相比，基于磁热效应的磁致冷拥有高效率及环境友好的优点，成为学者们研究的热点。本文中，我们利用重稀土铁氧体单晶中大的强磁晶各向异性通过转动磁化矢量获得大的磁热效应，而不仅仅通过有序无序的磁相变和磁结构转变来获得熵变。　　我们从磁性测量的数据中发现TbFeO3单晶及TmFeO3单晶的磁化强度具有很大的温度梯度，且在ab面与c轴间表现出大的磁各向异性。为此我们研究了2-40 K温度范围内的各向异性磁熵变，对于TbFeO3单晶而言a及b方向表现出较大的数值，在70 kOe的外加磁场下峰值分别达到24.05 J/kgK及20.18 J/kgK，而c轴磁熵变值低了一个量级。TmFeO3单晶c轴磁熵变值峰值为11.93 J/kg K，而ab面则表现出低一个量级的磁熵变值。TbFeO3单晶及TmFeO3单晶表现出相异的磁各向异性。在DyFeO3单晶中我们发现了较大的各向异性磁熵变，特别是沿着b轴方向具有大的低场旋转磁熵变，温度为5K时，在小磁场20 kOe下旋转磁熵变值为-⊿SMR=16.62 J/kg K。这一发现为低场磁制冷提供了一个新的制冷工质。另外，我们也研究了同系列的YbFeO3单晶的磁熵变，发现a轴是其易轴，而bc面数值上小一个量级。　　基于对RFeO3单晶中磁各向异性及各向异性磁热效应的研究，接下来我们探究了对它们起主导作用的因素。首先，研究了Fe磁性次晶格的影响，对A位为无磁性的YFeO3及DyFeO3 Morin相变区的磁熵变进行了的研究，结果表明YFeO3单晶磁各向异性很小，磁熵变值在0附近浮动，可被忽略，而DyFeO3单晶在转变温区范围内，磁熵变值并未出现明显的峰值，弱铁磁部分的贡献可以被忽略。也就是说稀土离子在磁各向异性中起主要作用。由于Tb3+和Tm3+离子的4f电子云分布的不同，对于TbFeO3和TmFeO3单晶来说转角磁熵变值是异号的，50 kOe的磁场下从b轴到c轴的转角磁熵变分别是-⊿SMR=17.42 J/kg K，and-⊿SMR=-9.01 J/kg K。通过用简单的单离子模型对比实验结果，通过分析我们发现TbFeO3单晶及TmFeO3单晶磁晶各向异性的不同将对应于不同的磁各向异性，也对应于其相异的各向异性磁热。也就是说RFeO3化合物单晶的磁熵变的各向异性由稀土离子4f电子的磁晶各向异性主要贡献。为了说明退磁场对磁熵变计算产生的影响，我们用均匀磁化的假定对数据进行了退磁修正。以YbFeO3为例，我们将退磁磁修正后的等温磁化曲线及磁熵变与退磁修正前的进行对比，结果表明，退磁场对磁化曲线的形状有一定影响，但对磁熵变计算结果的影响可以忽略不计，从而证实了我们数据的可靠性。重稀土正铁氧体单晶中大的各向异性磁热效应的发现，不仅让我们加深了对各向异性磁热效应的理解，也为单晶应用到磁致冷机中起到推进作用。相对传统的制冷工质进出磁场内外的磁致冷，旋转磁熵变的研究为在恒定磁场中旋转制冷工质型的磁致冷奠定基础，为器件带来更小型化更简便的可能性。　　受TbFeO3及TmFeO3单晶中各向异性磁熵变的启发，我们知道A位稀土离子的磁晶各向异性对各向异性磁热效应起主要贡献作用，因此我们研究A位掺杂的单晶磁各向异性的变化。我们系统地研究TbFeO3单晶掺入易轴的Tm的Tb1-xTmxFeO3(x=0.3，0.5，0.7)单晶及掺入各向同性的Gd离子的Tb1-xGdxFeO3(x=0.3，0.5，0.7)单晶的各向异性磁热效应的变化规律。发现随着Tm的掺杂，Tb1-xTmxFeO3单晶磁各向异性及各向异性的磁熵变逐渐从易面变为易轴，实现了各向异性的调控。着Gd的掺杂，Tb1-xGdxFeO3单晶磁各向异性及各向异性的磁熵变逐渐从易面变为各向同性，且趋向于顺磁盐的特征，其中巨大的低温磁熵变值为极低温的制冷提供了新的制冷工质。另外可以看到Tb0.7Tm0.3FeO3单晶在不同面内转角磁熵变上表现出多重对称性，这将为各向异性磁热更深入的机制的研究提供了新的契机。　　研究了A位掺杂的系列单晶后，更加确定地知道了稀土磁性次晶格对于RFeO3化合物磁各向异性的贡献是主要的。但是B位为不同元素时的贡献又是一个怎样的情况呢。为此本文研究了B位掺Mn的DyFe1-xMnxO3(x=0，0.05，0.1，0.2，0.3，04)多晶体系的磁热效应。研究发现随着Mn的掺杂，磁熵变值有了较大的下降，但磁制冷能力下降的并不明显。也就是说B位对磁熵变的贡献不可忽略。这一研究，完善了RFeO3化合物磁熵变的相关机理，为寻找合适的磁熵变材料提供了研究思路。