中文摘要：

硅基、锗基笼状材料中sp3杂化键所组成的网络结构有许多独特物理性质。磁性掺杂的锗笼化合物提供了纳米尺度的磁性阵列，赋予了它可作为自旋开关等巨大应用前景。本研究的目的是制备新型的磁性锗笼材料，并进行电子结构和特性研究。重点在笼状结构中包含稀土原子，同时用过渡族元素替代锗位的锗笼材料。

结论摘要：

笼状化合物是以硅（或锗、锡）原子通过sp3杂化键所组成的网络结构构成具有笼状结构的化合物。其结构性质决定了这类化合物可以显现出独特的物理性质，在许多领域里有潜在的应用前景，因此在国际上得到越来越多的重视。每个笼子由二十几个硅原子组成，在中心包含一个金属原子，笼子本身也构成一个纳米阵列。对这些球笼状材料的研究，实际上正在开辟一个新的材料研究领域。笼状的纳米阵列结构赋予了这种材料具有其他材料所没有的磁学、热学和光学性质。特别是近年来在笼状化合物中发现了超导电性、热电性质，以及又从理论上预言了硅笼材料将可能成为非常有前途的光学材料，这些都大大刺激了这个领域的研究。我们所进行的"纳米笼状化合物新型材料研究"就是在实验和理论两个方面同时对笼状化合物的电子结构和物理特性以及材料制备上进行综合研究。特别是对笼状化合物的掺杂和空位缺陷的研究取得了明显的进步。在磁性和超导电性方面的研究结果，即将发表在美国《物理评论》杂志上。正如评审人所评价的那样，这是一个优秀的工作。我们在理论和实验的结合上，研究了掺杂和空位对超导电性的影响，在量子力学背景下解释了费米能级附近电子态密度降低是主要原因。