多铁性材料、有机材料和垂直磁各向异性材料是三种在自旋电子学中有重要应用的材料体系。本论文主要研究了由上述三类材料与铁磁材料构成的复合薄膜的制备、磁学性质以及电输运性质,主要研究成果如下:　　 (1)采用化学溶液沉积方法在不同晶体取向的SrTiO3(STO)薄膜上制备了BiFeOa(BFO)薄膜。表面形貌测试表明,制备获得的外延BFO薄膜是由取向排列的粒径尺度在几百纳米的BFO小晶粒构成的。在外延STO/BFO薄膜的基础上,制备了BFO/CoFe双层薄膜。对上述薄膜采用后期带磁场热处理场冷却方式,成功诱导出了交换偏置效应。　　 (2)发现交换偏置场对热处理温度的依赖关系可以明确的划分为两个不同的区间:在100℃以下交换偏置场随热处理温度的增高而增强；在100℃以上交换偏置场随热处理温度的增高而减弱。基于交换偏置的随机场模型,对上述实验中100℃以下交换偏置场随热处理温度增强的现象给予了定性的解释。交换偏置场热处理温度进一步上升而减弱,则主要是BFO/CoFeB界面扩散或化合的结果。　　 (3)研究了BFO薄膜外延晶向取向对BFO/CoFeB薄膜交换偏置的影响。实验表明,采用化学溶液沉积制备的不同晶向的BFO对BFO/CoFeB中的交换偏置无显著影响。这是由于在我们制备的体系中交换偏置主要是受界面的随机钉扎所导致的,而采用化学溶液沉积制备的不同晶向BFO薄膜界面结构并没显著差。　　 (4)采用Langmuir-Blodgett(LB)薄膜提拉技术在玻璃基片上制备出具有较高转移率的酞菁铜单分子层和多分子层薄膜。在获得高质量酞菁铜LB薄膜的基础上,结合磁控溅射制备了一系列不同CuPc厚度的CuPc-CoFe复合薄膜。结构表征发现当酞菁铜薄膜厚度足够大时,CoFe更加倾向于穿透酞菁铜薄膜形成一些分散结构而不是在酞菁铜薄膜表面聚集成连续薄膜。随着酞菁铜薄膜厚度的增加,CuPc-CoFe复合薄膜还表现出从铁磁性占主导地位逐渐过渡到超顺磁性占主导的磁性转变。这主要是由于CoFe层结构受酞菁铜薄膜厚度的调制、由连续薄膜向颗粒薄膜转变的结果。采用简单的铁磁性与超顺磁性叠加模型,对测量所得磁滞回线进行了拟合,拟合数据与定性分析吻合较好。　　 (5)对不同酞菁铜厚度的CuPc-CoFe复合薄膜的输运性质进行了表征。发现随酞菁铜薄膜厚度的增加CuPc-CoFe复合薄膜的电阻率逐渐增加,并且Ⅰ-Ⅴ曲线的非线性逐步增强,这是CuPc-CoFe复合薄膜结构转变的结果。随着酞菁铜薄膜厚度的增加CuFc-CoFe复合薄膜中载流子的输运过程逐步由相互连通的CoFe颗粒间的传导转变为以CuPc为势垒的隧穿机制为主。进一步观察到磁场对CuPc-CoFe复合薄膜的输运性质有显著的影响,即CuPc-CoFe复合薄膜具有磁电阻效应。对CuPc-CoFe复合薄膜上述磁电阻效应的偏压依赖特性和对酞菁铜薄膜厚度的依赖关系进行了表征。　　 (6)采用磁控溅射技术制备了一系列具有不同CoFeB层厚度的[Pd/Co]n/CoFeB、CoFeB/[Co/Pd]n复合垂直磁性电极以及核心结构为[Pd/Co]n/CoFeB/MgO/CoFeB/[Co/Pd]n的垂直磁性隧道结。磁性测量表明垂直磁上述复合垂直磁性电极是一个垂直交换弹簧体系,其刚性耦合与交换弹簧耦合的临界CoFeB厚度约为1nm；磁化翻转成核场其反号的临界CoFeB厚度约为2nm。在CoFeB/[Co/Pd]n复合垂直磁性电极薄膜中观察到了面内交换偏置现象,这一面内交换偏置主要来源于CoFeB与[Co/Pd]n界面的非平衡封闭畴在磁化翻转中对CoFeB磁矩的钉扎作用。　　 (7)采用铁磁共振对一系列具有不同CoFeB层厚度的[Pd/Co]n/CoFeB、CoFeB/[Co/Pd]n以及核心结构为[Pd/Co]n/CoFeB/MgO/CoFeB/[Co/Pd]n薄膜进行了表征。通过比较[Co/Pd]n/CoFeB和CoFeB/[Co/Pd]n的共振场与磁性隧道结薄膜的共振场对CoFeB厚度、磁场角度的关系的依赖,发现[Pd/Co]n/CoFeB/MgO/CoFeB/[Co/Pd]n隧道结中[Pd/Co]n/CoFeB和CoFeB/[Co/Pd]n不是完全独立的而是存在着相互耦合。