半导体工业经历了几十年的爆发式增长之后,目前已经进入成熟期。在控制生产成本和能量损耗的同时,进一步增加器件的集成度变得尤为困难。以自旋波作为信息载体的信息处理技术已成为“后CMOS”(beyond CMOS)时代极具竞争力的候选技术。自旋波在传输过程中不涉及电子的运动,避免了存在于半导体器件中的焦耳热问题。另外,其超高的频率、纳米量级的波长以及较大的传播速度等特点使高速纳米器件的产生成为可能。本文的主要工作分为两个部分:一是搭建测试系统对自旋波波导材料进行了高频特性表征研究;二是采用微磁学模拟方法,对一种基于交换-弹性(exchange-spring)磁结构的新型自旋波波导进行了建模与仿真。论文首先介绍了磁性材料铁磁共振(ferromagnetic resonance,FMR)的测试原理以及测试平台的搭建,然后以两种常见的自旋波波导材料钇铁石榴石(YIG)和坡莫合金(Py)作为测试对象,通过对测试和后期数据处理方法的改进,摸索并总结出了一套稳定、可靠、重复性高的FMR测试流程。实验层面上,通过调整样品的放置方式消除了共振曲线上的“突起”。数据处理层面上,去嵌入过程消除了夹具引入的测试误差;相位补偿解决了测试中的相移问题;线性修正对Py共振曲线的漂移现象进行了校正。这些处理过程提高了洛仑兹(Lorentz)拟合的准确性,进而提高材料表征的准确性。其次,本文提出了一种基于exchange-spring结构的自偏置自旋波波导,通过微磁学模拟,系统地研究了自旋波在波导中的传输特性。结果表明,磁化稳定后,软磁层上会诱导出一个类似于奈尔(Neel)型畴壁的沟道,一定频率的自旋波可以束缚在沟道中传播,超过某一频率沟道就会失去这种束缚效应。束缚态自旋波的波束宽度与频率无关,且均小于24nm,其群速度在1GHz时超过1km/s。接着,本文还讨论了在很低的激励频率下,沟道两侧出现另外两条波束的现象。对比仿真结果表明,这两条波束是通过长程的偶极相互作用与中间沟道的波束相耦合产生。最后,本文通过改变硬磁层的各向异性常数实现了对束缚态自旋波最大频率的调节。相比于畴壁,这种自旋波波导在实验上更容易实现,且对外界具有更强的抗干扰能力。