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本论文主要围绕新型超导体和过渡金属氧化物功能材料展开探索,重点研究对象为Pt-Ge基三元金属间化合物,并从中探寻超导电性。此外,还研究了稀土铁氧化物Lu1-xScxFe O3材料的单晶样品制备,并基于静电纺丝法制备了正交型o-Lu1-xScxFe O3纳米线材料。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等技术对样品进行了结构表征,利用综合物性测量系统（PPMS）和振动样品磁强计（VSM）对样品进行了低温物性测量,借助第一性原理计算对材料进行电子结构分析。具体研究内容包含以下四个部分:填充方钴矿型金属间化合物超导体PrPt4Ge12研究、半哈斯勒型金属间化合物c-HfPtGe研究、新型金属间氧化物超导体Hf3Pt4Ge2O研究、稀土铁氧化物Lu-Sc-Fe-O研究。其中,前三个研究模块之间具有很强的关联性,最后一个研究模块相对独立。1.填充方钴矿型金属间化合物超导体PrPt4Ge12研究。首先,优化了PrPt4Ge12样品的制备方法,通过电弧熔炼与二次烧结法的结合,得到了较高质量的多晶样品。第二,制备了名义组分为Pr1-δPt4Ge12（δ=0,0.1,1/8,0.2 0.3,0.4,0.5）的系列样品,探索了Pr缺失对Pr1-δPt4Ge12晶体结构和超导电性的影响。在δ=1/8的样品中发现了一种由中心反演对称性破缺引起的特殊的结构,并对该现象的微观根源进行了较为合理的解释,提出了“单侧Pr空位诱导[Pt Ge6]八面体沿I3轴的不对称畸变”机制。第三,对PrPt4Ge12的Pt Ge3骨架进行了双元素替换,制备了Pr[(Pt1-xRh)x(Ge1-xSb x)3]4系列样品,并对它们的结构和物性进行了研究。最后,尝试制备了名义组分为Hf Pt4Ge12的样品,在个别样品中观测到两个疑似超导转变的抗磁信号。2.半哈斯勒型金属间化合物c-HfPtGe研究。首先,在文献研究的基础上,成功制备了c-HfPtGe多晶样品,并利用粉末X射线衍射以及电子显微镜等表征技术对其晶体结构进行了验证。此外,还进一步探索了合成温度对c-HfPtGe样品成相的影响。第二,着重研究了c-HfPtGe的低温物理特性,包括电输运特性和磁性性质,并与o-HfPtGe做了对比。第三,通过第一性原理计算了c-HfPtGe的电子结构,给出了能带结构图,同时对o-HfPtGe的电子结构做了验证性计算,并与物性测量实验结果进行了对照说明。最后,尝试制备了名义组分为HfPtGe2的样品,并进行了物相分析和物性测量,排除了c-HfPtGe作为超导体的可能性。3.新型金属间氧化物超导体Hf3Pt4Ge2O研究。首先,利用统计聚类分析的思想总结了一套能够快速有效甄别样品中微量超导相元素组成的方法,通过逻辑推理和实验分析,找到了名义组分为Hf Pt4Ge12的样品超导抗磁信号的来源,即超导相Hf3Pt4Ge2O,确认其为新超导体。第二,通过固相反应法制备了质量较好的多晶Hf3Pt4Ge2O样品,利用EDX、TEM、XRD等表征技术,建立了三维晶体结构模型,并基于该模型对样品的XRD谱图进行拟合精修,优化晶格常数并得到了原子坐标。第三,研究了Hf3Pt4Ge2O的超导电性,测量了其低温电输运特性、磁性和比热性质。实验结果表明,Hf3Pt4Ge2O为弱耦合的第Ⅱ类超导体,超导转变温度Tc大约为4.1 K。第四,基于Hf3Pt4Ge2O的晶体模型,进行了第一性原理计算,得到了电子能带结构和态密度分布图。第五,明确了氧原子对于维持Hf3Pt4Ge2O晶体结构的重要性。通过制备名义组分为Hf3Pt4Ge2O1+δ（δ=-1/4,-1/8,0,+1/8,+1/4,+1/2）的系列样品,探索了氧原子对Hf3Pt4Ge2O结构和物性的影响,提出了“氧原子诱导Hf-Pt混合占据的Hf3±xPt4（?）xGe2O1+δ合金相”机制,并利用XPS进行了验证。第六,尝试对Hf3Pt4Ge2O进行元素掺杂替换,制备了名义组分为(Hf0.75Sc0.25)3Pt4Ge2O、Hf3(Pt0.75Ir0.25)4Ge2O和Hf3Pt4(Ge0.75Ga0.25)2O的三个样品,探索了其对于样品超导电性的影响。最后,尝试制备了名义组分为Hf6Pt16Ge7和Ge6Pt16Hf7的样品,进一步讨论了氧原子的作用,并指出Hf3Pt4Ge2O可能属于一种电子化合物。4.稀土铁氧化物Lu-Sc-Fe-O研究。首先,在文献研究的基础上,发明了一种廉价且便捷的助熔剂法,通过调整K2CO3-B2O3-Bi2O3三元混合助熔剂的组分比例,可得到正交、六方和立方结构的Lu1-xScxFe O3单晶。随后,通过EDX元素分析和单晶X射线衍射解析了三种单晶的化学成分和晶体结构参数,分别为o-Lu0.96Sc0.04Fe O3、c-Lu0.2Sc0.8Fe O3、h-Lu0.67Sc0.33Fe O3。最后,分别测量了它们的低温磁性行为。第二,我们着重研究了六方型h-Lu1-xScxFe O3单晶,通过XRD、SEM-EDX和TEM等表征分析技术对其微观结构进行了研究。利用SEM观察了其表面的三叶草状铁电极化畴的形貌像,利用球差校正TEM观察了稀土Lu离子的极化,以及铁电畴壁。第三,通过溶胶凝胶法与静电纺丝法相结合,制备了正交型o-Lu0.55Sc0.45Fe O3多晶纳米线。通过SEM-EDX、XRD和TEM等表征分析技术对样品的成分和结构进行了研究,并进行了低温磁性测量。