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阻挫磁性材料是由于体系内部多种相互作用之间不能相互兼容,使得基态存在宏观简并,展现出丰富的磁基态性质和量子相变行为,从而使其成为研究物质磁性以及量子相变的理想载体。而且阻挫磁性与高温超导、多铁性等功能材料密切相关,因此吸引众多物理学家的关注。本论文针对两种不同的几何阻挫体系,系统研究了具有六角结构的RMnO3(R=Y, Lu, Ho, Er, Tm)体系的单晶生长方法,并对其低温磁性质、比热、热传导、介电常数等性质进行了表征。还详细研究了烧绿石结构自旋冰材料Dy2Ti207在极低温强磁场环境中的热传导行为。论文正文分为三章,概要如下：第一章综述了阻挫磁性材料的研究进展。首先总体介绍了阻挫磁性材料中出现的各种新奇现象,并指出稀土烧绿石结构R2Ti207中存在的丰富物态；然后详细介绍了自旋冰材料Dy2Ti207的研究进展；另外还介绍了六角结构的多铁性材料RMnO3的研究进展；最后简单介绍了热传导的基本知识,以及在本文研究的体系中该方法的研究进展。第二章系统地研究了使用光学浮区法制备高品质的六角结构RMnO3(R=Y, Lu, Ho, Er, Tm)体系单晶的方法,得到了该体系单晶生长的最佳条件。并且发现在生长TmMnO3和ErMnO3单晶的过程中,会有过量的Er和Tm元素结晶入单晶内,导致浮区因缺乏Er和Tm元素而不稳定,无法持续生长。在原料棒中加入适量的Tm2O3和Er2O3就可以有效地解决问题,并顺利生长出高品质的单晶。X射线衍射及劳厄照相的结果证明了所得RMnO3单晶的高品质。另外还利用磁化率、比热、电阻、介电常数、热传导等测量手段研究了RMnO3单晶的低温物性。第三章研究了高品质Dy2Ti2O7单晶的低温物性。特别是极低温强磁场下的热输运性质。通过对零场的热导率分析发现,零场基态时Dy2Ti2O7单晶的热导率主要为声子贡献。磁场沿着[111]方向的热导率随磁场变化曲线在磁场诱导的转变处有明显的异常,并且在高场下仍然表现出磁场的依赖关系。这表明体系内部除了磁单极子激发以外,还需要引入非Ising形式的磁激发才能解释Dy2Ti2O7单晶的热传导性质。另外,当磁场沿[111]、[100]、[110]等不同方向时,κ(H)曲线在低场下都表现出不可逆性,而且不同方向磁场中的热传导不可逆性与磁化曲线的对应关系不同。其中H//[111]时,κ(H)的不可逆性可能起因于磁单极子激发被缺陷的钉扎作用。而H平行于[100]和[110]方向时,κ(H)的不可逆性与Dy2Ti2O7体系极低温下缓慢的自旋动力学过程有关。