自旋电子学可以同时利用电子的电荷属性和自旋属性,从而具有广阔的应用前景而成为人们研究的热点。其中,Ⅳ族自旋电子学更因其与半导体Si工业良好的兼容性,而激起了人们对过渡金属掺杂Si、Ge的研究兴趣。与此同时,自从在Fe/Cr多层膜中发现巨磁电阻效应以来,Fe、Co等铁磁金属基异质结也备受关注。因此,考虑到Si基自旋电子学和铁磁金属基异质结的重要性,我们设计了Fe/Si、Co/Si以及Fe/C、Fe/Ge薄膜,比较了不同的磁性金属元素、Ⅳ族元素和退火温度对薄膜结构、磁性和磁输运性质的影响。采用磁控溅射方法制备了具有不同Si层厚度的[Co(0.6nm)/Si(xnm)]10薄膜,通过改变Si层厚度可以调整薄膜中Co的体积含量范围为60-23%。结果发现,薄膜的饱和磁化强度并非随着其中Co含量的减小而较小,而是呈先增大后减小的趋势,其中Co含量为50%时薄膜的饱和磁化强度最大,这可能与Co、Si间的扩散以及形成化合物有关；对这些薄膜的场冷-零场冷曲线进行对比发现,随着Co含量的减小,Co/Si薄膜的截止温度发生了从有到无的改变,其中[Co(0.6nm)/Si(2.0nm)]10薄膜中未观察到截止温度,这说明薄膜中Co可能均匀掺杂在Si体系中没有Co杂质相的生成。采用磁控溅射制备了具有相同膜层设计的[Fe(0.6nm)/X(1.4nm)]3o (X=C、Si和Ge)薄膜,并将其不同温度下进行退火处理,比较了退火温度和不同的IVA族元素对薄膜结构和性能的影响。结果发现,对于Fe/C体系而言,退火处理明显改善了薄膜的饱和磁化强度,并引起薄膜中Fe颗粒尺寸由小变大,MR效应逐渐减小；对Fe/Si体系而言,退火则引起薄膜中Fe颗粒从无到有,由于退火后Fe颗粒尺寸仍很小,所以薄膜的饱和磁化强度没有明显改善,但是薄膜的MR效应有一定的改善；对Fe/Ge体系而言,中等的退火温度如400℃几乎不影响薄膜的饱和磁化强度,退火前后体系中均未观察到Fe纳米颗粒,退火前薄膜的MR效应呈不饱和性,退火后MR效应几乎消失。采用磁控溅射制备了具有不同衬底的[Fe(0.6nm)/Si(1.4nm)]3。薄膜,结果发现,相比玻璃衬底的Fe/Si薄膜,Si(100)和Si(111)衬底的Fe/Si薄膜的饱和磁化强度几乎不变,电阻减小,并出现了室温负磁电阻效应。总之,我们讨论和比较了溅射态以及不同温度退火的Co/Si. Fe/X (X=C, Si, Ge)薄膜的结构、.磁性和磁输运性质。Si层厚度能调制Co/Si薄膜的饱和磁化强度和薄膜中Co颗粒的有无及其大小；在相同膜层设计下,Fe/X (X=C, Si, Ge)薄膜的饱和磁化强度、磁电阻效应以及薄膜中Fe元素的价态等均与退火温度以及不同的ⅣA族元素密切相关。衬底为Si的Fe/Si薄膜具有室温正磁电阻效应。这些结果将为Ⅳ族元素基自旋电子学的研究提供参考,将为研制一种新颖的、能与半导体工业有良好兼容性的、具有低能耗的自旋电子学器件奠定一定的基础。