传统的交换偏置是指包含不同磁相的材料在高于其磁性相变温度,加一恒定磁场将其冷却到低温后,材料的磁滞回线沿磁场轴发生位移的现象。得益于这一现象对铁磁层的钉扎作用而被广泛地应用在自旋电子学器件中。2011年,Wang等人发现在Ni Mn In合金中不需要带场冷却过程就能产生磁滞回线的偏移,称为自发交换偏置。由于自发交换偏置不需要冷却磁场和升降温这一繁琐过程,使其在器件的应用中具有便捷性和易操控性,成为了自旋电子学研究中的一个热点。即使如此,由于不同磁相界面处磁结构的复杂性以及实验上对微观磁矩进行直接观测的难度,使得交换偏置的产生机理及其与自发交换偏置之间的物理关联仍然不清楚。要使得交换偏置和自发交换偏置在未来的自旋电子学器件中具有更广泛和更深入层次的应用,对于二者背后物理机理的研究必不可少。通过文献调研我们发现交换偏置和自发交换偏置现象都与自旋玻璃态相关,因此,我们借助于CuMn自旋玻璃系统来对相关问题进行研究。本论文研究得到的主要结论和创新点有:（1）CuMn合金中交换偏置行为的研究。借助分子束外延装置在Si（111）基片变成分生长了一系列的Cu100-xMnx（5≤≤20）合金薄膜,对其结构和磁性进行表征。发现所有Cu100-xMnx薄膜的磁性均表现出自旋玻璃的特征,随着Mn含量的增加,材料的冻结温度逐渐升高。在此基础上,我们对Cu100-xMnx自旋玻璃系统的交换偏置现象进行研究,发现仅用自旋玻璃就能够产生传统铁磁/反铁磁等磁性系统中的交换偏置行为,并且一些参数随外磁场和温度的变化规律相一致,证实了传统的交换偏置现象与磁性材料内部的自旋玻璃行为密切相关。（2）基于自旋玻璃系统建立自发交换偏置和交换偏置的唯象模型。通过改变测量磁滞回线时外加磁场的最大值,发现在Cu100-xMnx自旋玻璃系统中,只有在特定的Mn含量下样品才会表现出自发交换偏置行为。通过分析不同Mn浓度Cu100-xMnx样品中具体的磁性行为,我们得出以下结论:交换偏置现象的实现只需要磁性材料中产生阻挫和无序的磁结构,而自发交换偏置现象需要材料内部具有不同交换作用所主导的磁性相,并且不同磁性相之间需要有一定强度的竞争与耦合。（3）CuMn合金中交换偏置和自发交换偏置的应用研究。通过改变测量时外加磁场和降温过程中冷却磁场的大小来对样品中交换偏置和自发交换偏置现象进行调控。通过对样品的输运行为进行测量,发现样品的反常霍尔电阻表现出与磁性交换偏置相似的行为,通过分析发现Cu100-xMnx自旋玻璃中的自发交换偏置现象源于材料中单轴磁各向异性和单向磁各向异性两部分磁性行为的线性叠加。