在过去的几年,传统微电子学中基于电子的电荷特性的研究取得了巨大的成就,然而随着科技的发展,传统电子器件的功耗与集成度问题使得其不能满足人们的需求。逐渐地,电子的另外一属性——自旋成为人们关注的焦点,自旋电子学也成为物理学中一条重要分支。如今人们已经掌握自旋流的产生以及自旋流传输和探测等技术,而在此基础上所研发的自旋电子学器件也有望替代传统微电子器件,在我们的生活中发挥巨大的作用,引领信息技术的风潮。其中,对于纯自旋电流,其产生、检测和利用自发现至今仍是自旋电子学的关注重点。与自旋极化电流相比,纯自旋电流具有使用最小电荷载流子传递大量角动量的独特属性,从而能够产生更少的焦耳热。自旋霍尔效应(SHE)、横向自旋阀、自旋泵浦(SP)和自旋塞贝克效应(SSE)等机制通常可以用作产生纯自旋流。在铁磁绝缘体中,通过带有自旋角动量的低能激发态的准粒子——磁子运动,可以进行信息的传输,同时可以避免由于传导电子的运动而产生焦耳热的影响,从而大大降低了器件的功耗。因此,通过铁磁性绝缘体中的一些机制来产生纯自旋流是极具吸引力的方法。为了检测自旋流,通过开发具有强自旋轨道耦合(SOC)的重金属(如Pt,W和Ta)而不是典型的高Z顺磁体等手段,成为现在自旋电子学研究的趋势。通过铁磁金属中的逆自旋霍尔效应是另外一种有效检测自旋流的手段。本论文的工作之一就是亚铁磁绝缘体TmIG靶材的烧结及其薄膜的生长和性能表征。我们选择利用硝酸融合烧结法而非传统的固相反应烧结工艺来烧制靶材,解决因了原材料融合不充分而产生非目标物质的问题,并且成功烧制出单位质量饱和磁化强度为15.4 emu/g高纯度两英寸TmIG圆柱形靶材。我们利用X射线衍射技术对靶材粉末进行性能测试,图像显示靶材成分为TmIG多晶。在此基础上,我们利用自烧结的靶材通过磁控溅射技术获得TmIG薄膜。通过AGM测量证实,TmIG薄膜的易磁化方向垂直于膜表面,并且每单位体积的饱和磁化强度为84.96 emu/cm3。本文的另外一项工作是通过在钇铁石榴石(YIG)/Cu/IrMn/NiFe多层结构中的自旋塞贝克测量观察铁磁金属中磁化方向依赖的ISHE。利用NiFe/IrMn交换偏置结构,在较小的磁场下,YIG薄膜中的磁化方向(MYIG)可以相对于NiFe的磁化方向(MNiFe)发生旋转。我们通过观察在NiFe层中依赖于磁化方向的逆自旋霍尔效应(ISHE)电压发现,当σs和MYIG彼此平行时的自旋塞贝克电压比当σs和MYIG彼此垂直时要高大约30%。