在磁随机存储、纳米振荡器以及自旋逻辑器件领域实现快速低功耗控制磁矩是自旋电子学主流研究方向。电流驱动的自旋轨道矩效应作为自旋操纵磁矩的一种新的有效手段掀起了自旋电子学的又一次新高潮。研究自旋轨道矩效应物理机制的目的在于控制自旋极化方向以及提高自旋电荷转换效率。本论文中,我们在(001)取向的MgO基底上外延生长了面内磁化的V/Fe0.5Co0.5/AlOx和Fe0.5Co0.5/AlOx异质结构,通过二次谐波平面霍尔电压测量手段对体系自旋轨道力矩做了研究,取得的主要结论如下:1、利用薄膜样品的磁化强度自由能推导出了自旋轨道矩微扰的二次谐波电压公式。通过单晶铁磁材料的自由能模型,研究了自旋轨道矩驱动下的磁化动力学理论;结合二次谐波理论,推导出了单晶磁性异质结薄膜体系自旋轨道矩作用下磁阻端及霍尔端信号的有效场表达式。2、获得了V/Fe0.5Co0.5/AlOx异质结中自旋轨道力矩的起源。相比于重金属作为非磁性层的体系,由于3d过渡金属V引入可以忽略体的自旋轨道耦合,从而V以及V/Fe0.5Co0.5界面对自旋轨道矩起源起主导作用。我们在该体系中观察到了 Field-like矩主导的自旋轨道矩行为,并且增大非磁性层厚度,Field-like矩符号发生变化,而且幅值逐渐变大。我们提出界面自旋流是这一力矩的主要来源。3、分析了未知信号sin2φH信号的来源为平面能斯特效应。研究Fe0.5Co0.5单层磁性薄膜的二次谐波平面霍尔电压时,我们观测到了未知来源的sin2φH信号(φH表示外磁场与电流密度方向的夹角)。考虑到器件电阻分布不均匀导致的温度梯度以及满足(m·x)(m·y)的角度依赖的平面能斯特效应,我们利用空间轴对称的Hall-bar进行了验证,确认其来源为平面能斯特效应。4、研究了 V/Fe0.5Co0.5/AlOx异质结构中晶向相关的自旋轨道矩行为。我们利用不同晶格取向的Hall-bars开展了谐波霍尔测量,观测到样品上一倍频和二倍频信号存在相位变化,且该相位与晶格取向相关,发现在V[110]晶向样品具有最大的自旋轨道矩效率。