一般认为，低维反铁磁自旋涨落可能是铜氧化物高温超导体、重费米子超导体、部分有机超导体和最近发现的铁基超导体中超导配对机制的微观起源，自1986年发现铜氧化物高温超导体以来，低维磁性研究一直是凝聚态物理学科重要的研究方向之一。寻找更多低维磁性系统、及对其相关物性进行更深入研究，为理解这些非常规超导电性的微观机制提供不同的视角。低维磁性系统本身所呈现的许多奇异物理现象，如自旋能隙、自旋-派尔斯相变、磁振子的Bose-Einsteii凝聚等在上述非常规超导体中也常常发生。另一方面，对于低维（特别是准一维）磁性系统，已有许多理论模型给出了很好的描述，针对低维磁性物性许多实验结果可以与理论计算结果进行比较，加深了对低维磁性物理的认识。　　 相对于其他的低维磁性化合物，低维钴氧化物中钴离子往往处于不同的价态和自旋态，从而呈现更加丰富的磁性质。本论文选择低维钴氧化物作为研究对象,成功地生长出三类具有准一维结构的BaCoO3、Ba5Co5ClO13和Sr6Co5O15高品质单晶样品,对其结构、输运性质和磁性质进行了系统研究。另外,还针对具有二维三角格子结构的NaxCoO2化合物,采用Ru对Co的部分替代,研究了其元素替代效应。全文共分五章，第一章为文献综述及研究动机，第二至五章对上述四大体系研究结果进行了详细讨论。对其结果总结如下：　　 (1)我们首次成功合成出具有准一维结构的BaCoO3单晶，并确认了其结构。实验结果发现：该化合物的电阻率-温度关系在整个测量温区内均呈现典型的半导体行为，在高温时，其电阻率-温度关系满足热激发模型，说明它为能隙半导体，这与以前理论预测的Anderson局域行为不同。其磁化率呈现强烈的各向异性，而且证实了其15K的反铁磁相变。这些结果与以前报道的多晶样品有许多不同，反映了其本征性质。　　 (2)与以前文献报道的单晶生长方法不同，我们通过对其生长方法的改进，成功获得了高质量的Ba5Co5ClO13单晶样品。实验结果发现：其磁化率呈现强烈的各向异性，c方向的磁化率在108K附近呈现一峰值，对应于反铁磁相变；尽管ab面磁化率在整个测量温区内均随温度的降低而增加，但在108K附近却有一突然的增大。我们认为这种磁化率的各向异性来源于其“块”内的铁磁关联和“块”间反铁磁关联——这里的“块”是由三个共面的CoO6八面体以及两端共顶点的CoO6四面体组成。同时，我们也观测到电阻率在108K附近的反常：c方向的电阻率有一微小的增加，而ab面内电阻率却有一小的下降，这与上述的磁结构是一致的。我们的实验结果澄清了以前有关该化合物的一些错误结论。　　 (3)我们成功生长出具有准一维Co-O链结构的Sr6Co5O15-δ及掺Ca的(Sr，Ca)-Co-O单晶,在此基础上对其磁性质和输运性质进行了系统研究。对于未掺杂的Sr6Co5O14.7样品,其磁化率-温度关系曲线在27K附近出现一极大值,呈现典型的自旋能隙行为。同时c轴方向磁化率比ab面内磁化率大一个数量级,呈现强烈的各向异性。其电阻率测量结果表明,c方向电导在100K附近发生了三维到一维导电行为的转变：在100K以下,其c轴方向的电阻率-温度关系满足典型的一维变程跳跃电导机制,同时在100K以下,其电阻率的各向异性增加了3个数量级,也证实了这种一维导电行为。对热电势测量结果发现该化合物在200K以上呈现巨热电势效应,是一个有应用前景的热电势材料。微量Ca(x=0.079)对Sr的替代不改变其结构,对其磁性质和输运性质影响不大,只是输运行为上原来100K的相变降到了80K。对于较高浓度(x=0.246)Ca对Sr的替代样品,样品中的Co-O链结构发生改变,在低温时未发现有自旋能隙行为,并且电阻率-温度关系呈现为典型的局域化行为。遗憾的是,Ca对Sr的部分替代没有改善热电性质。　　 (4)对于Na0.75Co1-xRuxO2体系,结果发现x0.5时,该样品仍保持单相。体系的晶胞参数随Ru含量x值的增加而增大,并且其输运性质在x=0.02左右发生了一个金属-绝缘体相变,当x0.02时,Ru的部分替代在CoO2面内形成无序,其电阻率温度关系呈现Anderson无序行为。磁化率测量结果表明随着Ru替代浓度x值的增加,磁化率值和有效磁矩均呈现极大值。