进入信息时代以来,呈指数倍增长的数据总量对存储密度、读写速度提出了更高的要求。在新型存储技术与自旋电子器件的研发过程中,对单晶材料的研究可以使人们对相应体系的基础物理有更加深入的理解,从而实现对所需性能的调控。本论文运用微磁学模拟的方法,以Fe/Co单晶多层膜为对象,对影响体系磁性能变化的多个因素进行了系统的数值模拟研究,主要包括以下内容:第一章介绍了几种典型磁存储技术和自旋电子器件的工作原理,简述当前低维磁性材料的研究现状,提出本论文主要研究内容。第二章简要阐述了微磁学理论的发展过程和理论的主要内容,并介绍了几款常用微磁学模拟软件。第三章进行了Co层厚度对Fe/Co双层体系磁性能影响的相关研究。结果发现,在无外加磁场时,薄膜磁矩分布有两种形式:涡旋态和双重涡旋态,且涡旋态的总能量密度始终低于双重涡旋态。外加磁场时,体系在变化外场下呈现两种不同的翻转模式:t Co≤4 nm时为准一致翻转;t Co≥5 nm,通过双重涡旋畴的移动实现磁矩翻转,整体的矫顽力在对应范围内规律变化。第四章主要研究了形状各向异性对Fe/Co双层体系磁性能的影响。短轴长度2b较小时,单畴态的总能最小;随着2b增大涡旋态的退磁能与交换作用能降低,2b≥200 nm时涡旋态具有最低的能量密度。外加磁场时,随着短轴长度的增大,磁化翻转模式从准一致翻转转变为通过涡旋畴移动实现磁矩翻转,矫顽力迅速减小。因此,形状各向异性可以作为调控体系矫顽力的有效方式。第五章进行了反铁磁/铁磁耦合作用相关研究。在层间反铁磁耦合作用下,体系受到Fe面内磁晶各向异性和反铁磁耦合作用的影响,磁化翻转分步进行。界面交换相互作用为铁磁耦合时,两铁磁层的磁矩在外场作用下同步翻转,磁滞回线的矩形度变高。通过对MR响应曲线的计算分析发现,σ=-0.5×10-4 J/m~2时体系具有较宽的线性变化区域,同时灵敏度比σ=-1×10-4 J/m~2的体系高。通过以上研究,得到了这些因素对体系磁性能的影响机制。短轴长度的变化导致薄膜在能量最低态具有不同的磁化结构。外加磁场时,薄膜体系以不同的方式实现磁矩翻转。翻转方式相同时,体系矫顽力单调变化,因此可以通过调整厚度、形状实现对矫顽力的调控。Fe/NM/Co三层体系的研究结果为其在基于隧道磁阻效应的磁性器件中的应用提供了有效参考。