作为一种兼具优异机械性能和磁学性能的非晶材料,铁基金属玻璃具有诱人的应用价值和前景,一直以来是物理学界和材料学界关注的焦点。随着科技的发展,微电子元器件正逐步向集成化、智能化和多样化发展,对材料性能也提出了更高的要求。Fe基金属玻璃由于具有独特的组分,因而表现出丰富的相结构和磁相图,对其相结构进行调控可开发材料的多种性能,对于材料应用领域的拓展具有十分重要的意义。本论文对Fe基金属玻璃薄膜的相变特性进行了系统的研究,分别采用光、温度以及改变元素等相变手段对薄膜的微观结构进行调控,研究了薄膜相变前后的化学和物理性能,并基于薄膜相变前后差异性的腐蚀性能和磁学性能,探索了其在相变光刻及磁存储领域的应用。论文主要分为以下几部分:首先,采用磁控溅射法制备出表面致密、成分均匀的Fe基金属玻璃薄膜,通过微观结构表征,验证了其具有金属玻璃特有的非晶结构。机械性能测试表明薄膜的硬度值高达12.8 GPa,磨损系数低至0.12,该结果从金属玻璃的基础性能方面验证了其金属玻璃的属性。在此基础上,结合Fe基金属玻璃薄膜的光致相变特性,以及薄膜非晶态-晶态相变前后差异性的腐蚀速率,分析了薄膜在相变光刻方面的应用。实验结果显示Fe基金属玻璃薄膜的晶化尺寸可控制在1.3μm内,相对于其他金属玻璃材料具有更高的分辨率,并且热仿真结果表明其分辨率可通过调控激光参数得到进一步的提高,实验和仿真结果均表明Fe基金属玻璃薄膜作为抗蚀剂应用于相变光刻具有更高的分辨率。进一步地,基于Fe基金属玻璃薄膜的热致相变特性,分析了薄膜非晶态-晶态相变前后的磁性能。磁性测试结果表明相变前后薄膜的磁性能具有明显的差异。相变前薄膜由于原子的无序排列,表现出自旋玻璃行为;相变后薄膜由于具有长程铁磁相互作用,表现出铁磁性。薄膜磁性能转变的机理在于材料内部短程和长程磁相互交换作用的交替,具有相变调控磁变性能的Fe基金属玻璃薄膜在新型磁存储器件中具有潜在的应用。最后,采用组分调控手段使薄膜发生非晶多形态相变,并分析了薄膜相变前后的磁性能以及组分调控磁性转变的机制。通过改变薄膜中Fe元素的含量调控其微观结构,成功地改善了其磁性能。磁性测试结果表明薄膜具有双自旋玻璃行为,该行为的形成与材料中存在多种磁性原子以及材料内部固有的不均匀结构有关。组分调控促使薄膜形成更加无序的微观结构,加剧了薄膜磁系统中铁磁和反铁磁之间的相互作用。具有双自旋玻璃相的Fe基金属玻璃薄膜,为磁性器件往多级存储方向发展提供了基石,并为理解更复杂系统提供了理想的模型。综上所述,通过对Fe基金属玻璃薄膜相变特性的研究,不仅得到Fe基金属玻璃材料中具有普遍适用性的相变调控机制,也寻找到促使Fe基金属玻璃材料相变的调控手段,为金属玻璃材料的改性研究提供了理论基础。同时研究结果表明,Fe基金属玻璃薄膜相变前后其化学和物理性能均发生了改变,这为发掘材料的应用价值,开发具有多重优异性能的新型材料提供了思路。