具有垂直磁各向异性的磁纳米结构近年来开始成为国内外相关研究小组的研究热点之一,而反常霍尔效应是研究磁性材料,尤其是垂直磁化膜的强大工具。但目前,反常霍尔效应还没有建立完整的理论体系来对有关实验结果做出合理的、定量的解释。争论的焦点是该效应是内禀机制还是外在机制,以及如何处理杂质、缺陷和声子等散射问题。近年来又有人提出了基于电导区间的反常霍尔标度关系,但该标度关系在无序化材料中往往会受到量子效应,如弱局域化影响,而使得关系不再成立。本文以CoFeB材料为研究对象,通过反常霍尔效应测试系统测试发现,当CoFeB厚度分别在1.04nm和1.2rnm时,Ta/CoFeB/MgO及MgO/CoFeB/Ta薄膜具有强的垂直各向异性。同时发现CoFeB/Pt多层膜在适当的厚度亦具有明显的垂直各向异性。通过深入研究CoFeB/Pt垂直磁化多层膜、Ta/CoFeB/MgO及MgO/CoFeB/Ta垂直磁化膜以及非晶态CoFeB单层膜的磁性及输运特性详细讨论了其垂直各向异性及其反常霍尔效应物理机理。首先,通过磁控溅射制备了[CoFeB/Pt]N垂直磁化膜,当CoFeB的厚度在0.35nm～0.65nm之间时,可以在[CoFeB/Pt]N多层膜中观察到清晰的垂直磁各向异性,其垂直磁各向异性强烈依赖于CoFeB和Pt层厚度、以及CoFeB/Pt的周期数。随CoFeB/Pt周期数的增加,垂直磁各向异性减弱。当N≥5时,霍尔回线呈现蜂腰型,这时[CoFeB/Pt]N多层膜在零场时出现零剩磁。此外还成功的制备了Ta/CoFeB/MgO及MgO/CoFeB/Ta系列的垂直磁化膜,当CoFeB厚度分别在1.04nm和1.2nm时,经过300℃左右的退火,上述两种系列薄膜均具有强的垂直各向异性。该系列样品的垂直各向异性源自CoFeB/MgO界面,并与Ta、CoFeB、MgO的厚度均具有依赖关系。其次,通过实验发现垂直磁化的CoFeB/Pt多层膜的反常霍尔效应满足标度关系：Rs=apxx+bp2xx。与垂直磁化的Co/Pt多层膜所不同的是,CoFeB/Pt多层膜的是由强的斜散射机制与弱的边界跳跃机制共同构成。同时,随着CoFeB-Pt双层周期的增加,斜散射机制得到增强。通过XRR分析了其粗糙度,认为粗糙度的增加是导致斜散射机制增强的原因。另外,根据样品的电导分布区间和现有的结果,通过计算发现,Ta/CoFeB/MgO系列垂直磁化膜的反常霍尔效应中的边界跳跃机制大约为斜散射机制的三倍,也就是说边界跳跃机制是Ta/CoFeB/MgO薄膜中的反常霍尔效应的主导机制。结合目前己知的内禀机制和斜散射机制与饱和磁化强度的线性关系,可以推断出边界跳跃机制引起的反常霍尔电导与饱和磁化强度也具有正比关系。同时还发现Ta/CoFeB/MgO系列垂直磁化膜电阻在低温下具有1nT关系,这说明CoFeB薄膜中存在电子的弱局域化现象。为更清楚的分析CoFeB体系的反常霍尔效应,本文对单层非晶态CoFeB薄膜做了研究。对于无序的(disordered)非晶态CoFeB薄膜,在较大的厚度范围内,其低温下(<60K)的反常霍尔电阻及纵向电阻与温度均具有对数依赖关系,即：RAH、Rxx∝lnT。该现象是由二维(2D)薄膜电子的弱局域化引起。基于电子局域化的非弹性散射机理,发现在该厚度范围内,弱局域化从2D过渡至3D,同时发现弱无序度((kFl)-1<<1)的非晶态CoFeB薄膜的非弹性散射长度为13rnm。实验也证实了弱局域化对反常霍尔电导的贡献与薄膜的无序度有关。在强无序度情况下,弱局域化对反常霍尔电导贡献不为零。当无序度减小时,弱局域化对反常霍尔电导的贡献逐步减小。另外,本文发现弱局域化对反常霍尔效应统一理论的标度关系σAH=σxxγ具有一定的调制作用。在"dirty regime"区间,未经修正的电导关系呈现γ≥2,而经过对弱局域化修正,即将其1nT关系扣除后,其标度关系指数γ=1.57。