ABO3钙钛矿及其衍生家族具有灵活多变的晶体结构与丰富的离子组合方式,呈现了复杂多样的物理性质,长期以来是凝聚态物理的重要研究对象之一。本博士论文利用高压高温实验条件制备了多种新型钙钛矿半导体材料,解析了材料的晶体结构,研究了磁、电、光等多种物理性质,发现了具有重要潜在应用的多功能特性,取得了以下主要研究成果:（1）采用高压高温（6 GPa,1173 K）合成方法,成功制备了B位Cr和Fe无序分布且氧缺位的简单立方钙钛矿Sr Cr0.5Fe0.5O2.875（SCFO）。磁性测试表明,SCFO具有高达600 K的弱铁磁相变温度。与金属性的Sr Cr O3和Sr Fe O3相比,SCFO呈现出直接带隙半导体的特征,室温下带隙为2.28 e V,处于可见光范围内。光致发光谱测试表明SCFO具有绿色的荧光效应,这来源于材料中的d-p成键态和反键态的形成。此外,磁场还可以调控SCFO的光致发光强度。该项工作为研究磁、电、光耦合的室温多功能材料提供了范例。（2）通过高压高温（18 GPa,1473 K）合成方法,首次制备了类钛铁矿锰氧化物Hg Mn O3,其空间群为P21/c。晶体结构解析结果表明Hg Mn O3的Mn O6八面体在bc平面形成一个二维网络,导致材料在32 K处形成了具有低维特性的长程反铁磁有序。当合成压力上升至20 GPa时,新的类钙钛矿相产生,新相的空间群为R-3c。在此菱方相的Hg Mn O3结构中,Mn O6八面体按照三维网络连接,导致TN为60 K的长程反铁磁序的形成。X射线吸收谱测试表明Hg Mn O3的两个多型相均具有相同的Mn4+电荷态,与居里-外斯拟合和键价计算分析的结果一致。通过改变Hg Mn O3的合成压力,材料可以实现从二维磁性到三维磁性的转变。该项工作表明调节合成压力,是调控材料结构和物理性质的有效方法。（3）本论文利用高压高温（15 GPa,1373 K）方法首次合成了类钙钛矿多晶氧化物Hg0.75Pb0.25Mn O3（HPMO）。虽然未掺杂的Hg Mn O3和Pb Mn O3均为非极性材料,但A位掺杂的HPMO形成非中心对称的极性材料,空间群为Ama2,点电荷模型计算表明其自发电极化强度达到24.5μC/cm~2。通过光学吸收系数和光致发光光谱分析,该材料的可见光吸收具有直接带隙（～2.25 e V）特征。此外,在极化电场下观察到显著的净光电流和可切换光伏效应,并具有持续的光响应。本工作为利用结构工程实现新型室温铁电体的研究提供了范例,且该多晶材料在可见光吸收的光电器件中具有潜在的应用价值。（4）利用高压高温条件制备了更多组分的Hg1-xPbxMn O3（0≤x≤0.5）固溶体系。该体系的晶体结构分析结果表明,随着A位Pb含量的逐渐增加,材料的晶体结构发生了由非极化的R-3c相（x=0）到极化的Ama2相（x=0.25）,再到非极化的Pm-3m立方相（x=0.5）的系列转变,并伴随绝缘体-金属化相变以及反铁磁-铁磁的转变。X射线吸收谱测试表明,当Pb的含量x~30.375时,Mn的价态由单一的Mn4+价变为Mn3+与Mn4+的混合价。混合价的出现导致材料展现了庞磁电阻效应,其中Hg0.625Pb0.375Mn O3在2 K和8 T时的磁电阻可到1.6×10~3%,Hg0.5Pb0.5Mn O3在70 K和14 T时的磁电阻高达1.0×10~3%。该固溶体系为化学掺杂诱导新结构和新物理性质的研究提供了一个全新的平台。