自从庞磁阻效应被发现以来，作为具有电荷、自旋、轨道和晶格自由度相互作用的强关联体系，类钙钛矿型锰氧化物因其丰富的物理性质和应用前景倍受人们关注。交换偏置效应不仅在磁性器件上具有潜在的应有价值，其内在的物理机制也是众多研究人员长期以来讨论的热点。而锰氧化物中交换偏置效应的发现，更赋予了该体系更为广泛的研究意义和应用途径。虽然人们在相关领域已经开展了研究，但是缺乏对电荷有序态锰氧化物交换偏置效应的系统研究，并且尺寸效应对交换偏置效应的影响以及由其产生的铁磁团簇的动力学行为目前尚不明确。本论文针对上述问题展开研究，主要内容安排如下：　　 第一章介绍了类钙钛矿型锰氧化物和交换偏置效应的研究概况，主要有：晶体结构和Jahn-Teller效应，庞磁阻效应(CMR)及其物理机制(如双交换作用、超交换作用和极化子效应)，电荷有序态现象及其调控，相分离现象及电子相分离，La1-xCaxMnO3体系和其它体系的电磁特性相图，交换偏置效应及其理论模型，锰氧化物体系各种不同形态(如薄膜、块材、纳米颗粒)的交换偏置效应，纳米颗粒团簇玻璃态性质。　　 第二章系统研究了La1-xCaxMnO3(0.55≤x≤0.95)体系的交换偏置效应。由于体系本身具有的电子相分离和结构不均匀性，极有可能导致体系在反铁磁基态背景下出现铁磁相。磁测量显示，体系中铁磁成分的存在使得所有样品的直流磁化率在低温下出现异常行为，并且其所占比例可由起始磁化曲线计算获得。由于铁磁和反铁磁两相共存，场冷磁滞回线测量表明，体系存在着交换偏置效应。并且，交换偏置效应最大值出现在Ca掺杂量为0.6～0.63间，约为2200 Oe，这可能与反铁磁各向异性能以及铁磁/反铁磁两相界面处的交换耦合能具有密切的关系。当x＞0.85时，体系出现了具有铁磁行为的倾斜G型反铁磁，其比例随着Ca含量增加而增多，与不断减少的C型反铁磁相共存。这两者比例的竞争导致了交换偏置效应在x=0.90时出现了另一个极大值。 　　 第三章系统研究了尺寸效应对La0.25Ca0.75MnO3纳米颗粒交换偏置效应的影响。随着样品颗粒尺度的减小，随尺寸改变的表面未补偿自旋起着至关重要的作用。实验发现，直径约为40-350 nm的La0.25Ca0.75MnO3纳米颗粒表面存在着铁磁团簇，其场冷磁滞回线沿着磁场轴和磁化强度轴均发生了偏移。交换偏置场HEB和矫顽力HC随着颗粒增大表现出非单调变化，且最大值都出现在80 nm的颗粒中。随着温度升高，HEB最大值仍然出现在80 nm处，而HC峰值却出现在更大尺寸的颗粒中，这一结果是由随颗粒尺寸改变的多种因素(如铁磁团簇内的铁磁耦合强度、反铁磁核的各向异性能等)共同作用所造成。另外，HEB和剩余磁化强度的偏移量MEB呈线性关系，进一步说明了未补偿自旋在锰氧化物交换偏置效应中的重要作用。 　　 第四章系统研究了直径约为40-1000 mLa0.25Ca0.75MnO3的纳米颗粒中铁磁团簇的动力学性质。通过改变频率和直流磁场强度H，测量了体系的交流磁化率对温度的依赖性。测量结果表明，在H=0的情况下，尺寸为40-350 nm的样品其铁磁团簇的冻结温度Tf随频率的变化关系满足power lawτ=τ0(Tf/Tg-1)-zv，并且由该公式拟合得到的弛豫时间常数τ0随着颗粒尺寸增加而减小，暗示着颗粒表面铁磁团簇尺寸随之减小。另外，对于尺寸为40-350 nm的样品，其Tf与H的变化关系在高场下偏离了De Almeida-Thouless-type相边界条件；而40和100 nm样品的τ0随H增加而增加，表明了铁磁团簇尺寸随H增加而增大。这些结果可能由直流磁场与颗粒表面自旋内存在的局部各向异性场相互竞争所导致。 　　 第五章研究La1-xCaxMnO3(0.25≤x≤0.45)的电输运、磁化强度、超声衰减以及红外光谱等性质。电阻率和磁测量表明该体系的居里温度与金属-绝缘转变温度基本一致。在该温度附近，不仅超声声速和衰减出现了异常变化，而且在红外光谱中，伸缩振动模式的峰所对应的波数也出现显著移动，有效载流子数目增加明显。可见，在铁磁转变温度附近，体系也存在着强烈的电-声子相互作用，与其导电性质具有密切联系。