纳米Co/Al₂O₃/Co多层膜是一种超高密度存储材料,体积小,具有隧道磁电阻效应。利用其效应可能发展出一种存储器,将引起计算机内存芯片的一场革命。利用离子束溅射方法制备了厚度分别为1、2、3、5、10、50和100nm的Co和Al₂O₃薄膜样品。通过原子力显微镜分析了在单晶Si（100）上生长的Co、Al₂O₃薄膜的表面形貌随沉积时间的演化,研究了薄膜生长动力学过程。根据表面粗糙度随沉积时间的变化,把薄膜生长分为不同的生长阶段。并用峰的密度证实了对纳米薄膜生长动力学过程的分析。X射线衍射分析和掠入射衍射分析表明在单晶Si（100）上生长Co薄膜具有很强的择尤取向,在2θ为40°-55°的范围内,观察到Co（111）和（200）的漫射衍射带。同时有Co-Si化合物的衍射峰出现。用同样方法制备的Al₂O₃纳米薄膜也是非晶态的。利用四探针法研究了Co薄膜的电阻率和各向异性磁电阻率,发现随着薄膜厚度的增加,薄膜的电阻率逐渐下降,各向异性磁电阻率逐渐增加;当薄膜厚度超过50nm后,厚度对这两个参数的影响不大。利用X射线光电子能谱研究了薄膜的表面成分,随着Co薄膜厚度的增加,Si的光电子峰逐渐减弱,最后消失,说明Co薄膜的致密性变好,这与它的生长机制有着密切的关系;对Al₂O₃纳米薄膜进行了半定量分析,计算了Al₂O₃薄膜的成分配比,Al︰O约为1.96︰3,基本符合Al₂O₃的标准成分配比。最后研究了退火对Co、Al₂O₃薄膜的影响。退火使得薄膜的结晶状态更加完好,薄膜由非晶态转变为晶态。薄膜的表面颗粒均出现了不同程度的长大、聚集现象。由于薄膜结构的变化,Co薄膜的电阻率明显下降,各向异性磁电阻率大幅增加,退火对较薄薄膜的影响更明显。