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随着信息技术的迅猛发展,特别是大数据、云存储等概念的兴起,业界对海量信息存储的要求越来越高。目前,在各种磁存储介质中,硬盘由于具有存储密度高、易于携带以及价格低廉等特点还是主要的存储设备,而不断提高数据的存储密度成为了科研工作者孜孜不倦的追求目标。然而,制约信息存储密度提高的关键因素之一就是磁各向异性能（MAE）,因为这是防止热扰动,克服超顺磁效应,保证信息存储稳定性的决定因素。所以,寻找具有高的磁各向异性磁记录材料成为提高信息存储面密度的关键点。在众多存储介质材料中,L10-FePt合金由于具有高达7?107ergs/cm3的垂直磁各向异性能（PMA）而备受关注。已有研究表明,在铁磁层上添加过渡金属盖帽层可以提高体系的磁各向异性能。因此,我们利用第一性原理研究了TM|L10-FePt|MgO三明治体系的结构、磁矩和PMA,以此来探讨过渡金属盖帽层对铁磁层结构和磁性的影响和机制。（1）我们分别对FePt|MgO体系的两种不同终端,即Fe终端和Pt终端,进行了对比,详细探究了其结构、吸附能和界面原子的磁性,发现FePt|MgO界面处的Fe-O键长为2.32?,Pt-O键长为2.64?,Fe-O相互作用更强,所以Fe终端结构比Pt终端结构更稳定。（2）我们主要对Fe终端的TM|FePt|MgO（3d-TM:Fe,Ni,Cu;4d-TM:Rh,Pd,Ag;5d-TM:Ir,Pt,Au）多层体系进行了系统研究,并与FePt|MgO体系的结果进行对比,发现TM|FePt|MgO的磁矩改变较小,但显著提高了体系的PMA,其中Fe|FePt|MgO结构中的PMA=20.4meV,是我们所有研究体系中的最大值,也是FePt|MgO体系PMA的2倍多。（3）为了定量研究TM|FePt|MgO异质结PMA的来源,我们根据层贡献公式,提取出了界面与FePt内部的PMA大小,发现TM|FePt界面和FePt|MgO界面的PMAs分别为3.319.40meV和3.32meV,比体系内部0.93meV/ML的FePt层至少大3倍。另外,我们以FePt|MgO、Fe|FePt|MgO与Pt|FePt|MgO体系为代表,通过改变面内晶格常数的大小,探究了各个体系MAE的变化情况,发现随着面内晶格常数的增大,MAE先增大后减小,且磁化方向也从面外磁化转变为面内磁化。至此,我们得出体系的PMA可以通过过渡金属盖帽层与面内晶格常数来进行调整。（4）为了探究PMA的起源,我们利用二阶微扰方法对TM|FePt|MgO异质结中界面、应变对PMAs影响的物理机制进行了层贡献和轨道电子结构分析,发现PMA的贡献主要由体系中Fe原子的dx y和dx2-y2轨道通过自旋轨道耦合作用提供。总之,我们利用第一性原理的计算方法对FePt|MgO与TM|FePt|MgO体系进行了对比研究,得到了体系的稳态构型、磁矩、磁各向异性能及其电子结构,通过不同体系的结果分析,总结出不同盖帽元素和不同面内晶格常数对体系结构和磁各向异性能的影响规律,揭示了界面、表面和FePt内部对PMA贡献的内在物理机制,为TM|FePt|MgO异质结作为新型自旋电子设备和下一代高密度存储设备介质提供了一种可行方案。