2004年,人们首次成功的制备了铁磁/有机半导体/铁磁的自旋阀器件。并且在11K的温度下,发现了高达40%的磁电阻效应。自旋能够有效的注入并且在有机材料中输运,从而极大的引起了人们的研究兴趣。有机材料主要是由轻元素(C、H、N或O)组成,使其具有相对弱的自旋-轨道耦合作用和超精细相互作用。这使得来自于自旋-轨道耦合作用和超精细相互作用的自旋散射小,从而在有机材料中具有长的自旋弛豫时间。这些独特的优点,有利于自旋在铁磁/有机这种新的复合体系中输运性质的的研究。另外,有机材料还具有以下优点：制备简单、生产成本低,延展性强,选材丰富,易于器件的制备等等。这使得有机自旋电子学具有非常大的应用潜力。虽然,自旋可以有效的注入到有机材料中,但是,关于自旋的注入机制,目前人们不能给出一个合理的定论。在铁磁/有机的界面处,有机材料的极化使得器件的磁电阻值高达300%；在铁磁/有机的界面处,偶极层的出现使得器件的磁电阻的符号发生改变。由此可见,在自旋的注入过程中,铁磁/有机的界面对自旋的注入起着重要作用。我们主要是通过研究在铁磁/有机分子的复合纳米颗粒体系和铁磁/有机半导体/铁磁三层膜体系中自旋输运性质,揭示界面如何影响自旋的注入。这篇论文主要包括以下三部分工作：一.Fe3O4/有机复合纳米颗粒体系中强的低场磁电阻效应我们用溶剂热反应的方法制备了,颗粒直径为450-650nm的乙酸包Fe3O4的复合纳米颗粒。傅里叶变换的红外透射谱表明乙酸单分子以化学键的方式包裹在Fe3O4纳米颗粒表面。在室温和140K,复合纳米颗粒具有高达-10%和-23%的低场磁电阻效应。并且,在磁场不到2kOe时,磁电阻就已经饱和。通过对比发现,经过冷压处理的相同大小的纯的Fe3O4纳米颗粒的电阻比Fe3O4/乙酸复合纳米颗粒的电阻小6个量级,并且低场磁电阻效应小1个量级。我们的实验结果显示,在Fe304/乙酸复合纳米颗粒体系中,强的低场磁电阻效应来自于自旋极化的电子隧穿通过有机分子,而非颗粒间的直接接触。这些实验结果表明,铁磁/有机复合纳米颗粒体系为研究自旋在器件中的输运提供了一种简便易行的方法。二.Fe3O4/有机复合纳米颗粒体系中化学键对自旋注入的影响我们通过对比研究Fe3O4/有机分子化学键相结合纳米颗粒(ChemNPs)和Fe3O4/有机分子物理吸附相结合的纳米颗粒(PhyNPs),来揭示在Fe3O4/有机分子界面处自旋的注入情况。PhyNPs的电阻比ChemNPs的电阻大2个量级,表明PhyNPs电阻的主要贡献来自于Fe3O4-分子界面的势垒电阻。在ChemNPs是体系中,5.8kOe的磁场,室温下,可观测到-12%的磁电阻效应。然而,PhyNPs体系中的磁电阻为0。这表明化学键在自旋的注入过程中起着重要作用。我们将这个结果归因于,由于磁近邻作用导致的分子的磁化。这可能是自旋极化的电子隧穿通过有机分子的起因。另外,在ChemNPs中,根据磁电阻的大小可以估算出Fe3O4具有高的自旋极化率。这表明,在Fe3O4/分子的界面处,存在电子的杂化,并且,提高了Fe3O4纳米颗粒表面氧的比重。三.有机自旋阀中CuPc界面层对自旋注入的抑制作用我们对La0.67Sr0.33Mn03/Alq3/Co有机自旋阀器件中LSM0/Alq3的界面处有无CuPc界面层的出现展开了系统的研究。5nm厚的CuPc界面层的出现,提高了载流子在LSM0/Alq3界面处的注入效率,使得器件的电阻减小。然而,器件的磁电阻在50K时下降到0.5%,比无CuPc界面层的器件的磁电阻小1个量级。这些实验结果清楚的表明,CuPc界面层的出现,降低了界面势垒的高度,同时,减小了自旋注入效率。在自旋由铁磁性金属注入到有机半导体的过程中铁磁/有机的界面起着重要作用。