多铁性和低维阻挫系统是当前材料科学和凝聚态物理研究领域的两个前沿热点。在多铁性材料中,多种序参量共存并相互耦合可使体系展现出丰富的磁电和磁弹效应;另一方面,由于晶体结构的低维性和磁阻挫效应,多铁性材料也可能具有简并的基态和新奇的量子激发态。因此,同时具有低维和阻挫特征的多铁性材料作为一类特殊的系统,已逐渐成为了研究多铁性与量子磁性相互关联的理想载体。本论文主要研究了准一维螺旋自旋链结构的钒氧化物R2V2O7（R=Co,Ni）。晶体结构和磁性研究表明,这是一类典型的低维阻挫磁性材料;进一步的电极化测量揭示该材料还是新的第Ⅱ类多铁性材料。本人在博士期间利用脉冲强磁场下的磁化、电极化、介电常数和磁卡等实验方法对R2V207（R=Co,Ni）多晶和单晶样品开展了深入的研究。本论文主要包括以下章节内容:第一章综述了多铁性材料的研究背景,介绍了多铁性材料的分类、磁致多铁效应的起源机制和多铁性材料在强磁场下的研究进展,并简要阐明了本课题的研究动机和科学意义。第二章主要介绍了实验原理和测量方法,对脉冲强磁场下的磁化、电极化、磁卡效应和介电常数测量系统进行了重点阐述。第三章主要介绍了 R2V2O7（R=Co,Ni）多晶的强磁场磁电特性。Co2V2O7和Ni2V2O7分别在7-12 T和8-30 T呈现了明显的1/2磁化平台特征。强磁场下的电极化测量揭示,两种材料都具有磁场诱导的多铁性,低场和高场铁电相分别分布在磁化平台两侧,高场铁电相的电极化值达到50-60μC/m2,并进一步揭示了Co2V2O7中强的磁电耦合效应。通过系统的变温磁化和电极化测量,我们构造了两个化合物的H-T磁电相图,发现了 Ni2V2O7在强磁场诱导下出现的3/4磁化平台。该研究也证明了R2V2O7（R=Co,Ni）是一类新的同时具有磁化平台和多铁性的阻挫多功能材料。第四章详细介绍了R2V2O7（R=Co,Ni）单晶的强磁场磁电性质。我们采用助熔剂法生长了高质量的单晶样品并对其开展了强磁场下的磁电性质测量。对单晶样品的研究表明,Co2V2O7具有各向异性的量子磁化平台:当磁场沿b轴（H‖b）时,1/2平台非常显著;而当磁场沿a和c轴（H‖a,H‖c）时,磁化曲线仅呈现出一定程度的弯曲。当H‖a和H‖c时,低场和高场铁电相相互连接;而当H‖b时,低场和高场铁电相被磁化平台隔开,表明量子磁化平台能完全压制多铁性。通过系统的介电常数、磁卡效应等测量,我们进一步研究了 Co2V2O7单晶的连续磁相变、相边界和H-T相图。不同于Co2V207,Ni2V2O7在磁场沿三个晶轴方向都能产生1/2量子磁化平台,磁场区间为8-30 T。通过系统的变温测量,我们构建了Ni2V2O7异常复杂的H-T磁电相图。进一步的磁电转换效应与磁电调控研究正在开展中。第五章系统研究了 Co2V207单晶在磁场下的新奇磁电转换效应。研究发现,磁场沿b轴方向诱导的铁电态在5 T附近会发生180度极化反转（-P‖b →+P‖b）,然后在7-12 T被磁化平台完全压制;高场铁电态在磁场作用下会发生从b方向到（ac）面的90度极化翻转[P‖b → P‖（ac）]。这种连续的铁电极化反转与翻转效应是第一次被实验观察到,与Mn基和Co基多铁材料的性质大不相同,具有重要的科学指导意义。研究还发现,这种磁场诱导的连续磁电转换还伴随着磁电记忆效应导致的不可逆磁电历史和磁场的转角调控特性。中子衍射数据和对称性分析表明,这些新奇的磁电转换效应是由Co2V2O7独特的晶体结构、磁结构以及磁对称性变化导致的,还可能与磁子的波色-爱因斯坦凝聚效应存在一定关联。第六章对全文进行了简要总结,并对后续工作进行了展望。