自从发现了高温超导和庞磁电阻等效应后，钙钛矿氧化物在过去的十几年间一直是强关联凝聚态物理领域中的研究热点。在锰氧化物的相关研究中，最近则以观察单晶样品新的实验效应和理解其本质特征上下功夫。本论文就是在充分调研的基础上，重点研究了双层锰氧化物单晶的各种新的实验效应和理解这些现象产生的物理原因，具体内容如下：在双层锰氧化物La2-2xSr1+2xMn2O7(x=0.4)单晶中，首次观察到了巨大的电致电阻行为和低场庞磁电阻效应；在双层锰氧化物La2-2xSr1+2xMn2O7系列单晶样品中，观察到了Griffiths相的存在；在单晶双层锰氧化物La2-2xSr1+2xMn2O7(x=1/3)中，作者观察到了大的各向异性和低场磁卡效应；在双层锰氧化物(La0.8Eu0.2)2-2xSr1+2xMn2O7(x=1/3)单晶中，探索了体系中自旋玻璃行为的起源。另外，作者对多层锰氧化物Ba6-xSrxMn5O16的结构和磁特性进行了探索性研究。论文详细结果如下：　　 在双层锰氧化物La2-2xSr1+2xMn2O7(x=0.4)单晶中，作者研究电流效应对晶体电阻率的影响时发现：在临界温度附近，电流的变化可以导致样品陡峭的电阻率变化，得到了庞大的电致电阻效应。同时，也研究了磁场对电致电阻效应的影响。通过计算分析，这种庞大的电致电阻是由于局域焦耳热和渗流传导互相竞争的结果所导致。　　 通过电子自旋共振(ESR)、交流磁化率和磁输运等测试方法，在双层钙钛矿锰氧化物La2-2xSr1+2xMn2O7系列单晶样品中观察到了Griffiths相的存在，这种相的存在与庞磁电阻效应有很大关联，它们有着相同的消失温度350 K。样品的淬态无序以及内部不均匀导致的FM和AFM竞争作用，是导致Griffiths相存在的可能原因。　　 对双层锰氧化物La2-2xSr1+2xMn2O7(x=1/3)单晶样品的研究表明：在该样品中表现出大的磁卡效应，这与样品在居里温度附近的一级磁相变行为有关。另外，样品表现出的各向异性磁熵变行为与样品的晶体结构和磁结构上的二维特征相联系。另外，当外磁场平行于晶体的ab面时，晶体会表现出低场的磁熵变行为，为实际的磁制冷应用提供了一种好的备选材料。　　 对双层钙钛矿锰氧化物(LaL0.8Eu0.2)2-2xSr1+2xMn2O7(x=1/3)单晶的磁性和电输运实验表明：在冻结温度Tf以下，晶体显示出典型的自旋玻璃特征，关于自旋玻璃的起源，作者认为：在基态的铁磁金属衬底上存在自旋玻璃的绝缘相，这种自旋玻璃行为的形成与Mn3+离子eg电子轨道态的转变有关。另外，在相变临界区通过交流磁导率的分析拟合表明，这种自旋玻璃相体系满足赝二维的Heisenberg自旋玻璃普适律。　　 合成了多层锰氧化物Ba6-xSrxMn5O16(0≤x≤1.5)单相样品，通过X射线衍射和透射电镜的表征，发现样品具有亚稳态的正交波浪型层状结构，五个MnO6八面体共面结合成Mn5O18多聚体，Mn5O18多聚体再通过末端的氧原子共顶点连接在一起，成为一维链状的晶体结构。样品表现出强的反铁磁耦合，奈尔温度大约为150 K。