纳米尺度磁性材料的研究是未来自旋电子学器件朝小型化、多功能化方向发展的基础。研制新型磁性纳米材料,并揭示其物理特性及其与微观结构的内在物理关联,以及开发其潜在应用价值是该领域的研究热点。近年来,已在弯曲的磁性纳米结构（如大孔薄膜、纳米碗和空心球）中发现了增强的矫顽力和剩余磁化强度。同时,已有理论计算表明大的畴壁曲率可能导致矫顽力的提高。基于前人的研究基础以及我们课题组在该研究领域积累的经验,本论文主要以紧密排列的单层聚苯乙烯（PS）球阵列为基底制备了两类具有纳米帽结构的磁性薄膜体系,其中一类是铁磁/反铁磁交换耦合双层膜体系,另一类是铁磁/重金属薄膜体系,并系统研究了PS球表面的曲率对这两类薄膜体系的纳米帽微观结构及其磁特性的影响关系。主要研究内容和创新点归纳如下:（1）采用空气-水界面法成功制备了紧密排列的单层PS球阵列,然后以此阵列为基底通过直流溅射沉积获得了具有纳米帽结构的铁磁/反铁磁（Ni/Co O）双层膜,并系统研究了铁磁层厚度(t FM)和反铁磁层厚度(t AFM)对纳米帽结构中的铁磁-反铁磁交换偏置效应的影响。实验发现:在Ni(t FM)/Co O（15 nm）系列样品中,当1/t FM较小时,交换偏置场随1/t FM近似成正比地增大,并在1/t FM=0.125nm-1(即t FM=8 nm)时达到最大值700 Oe;当1/t FM>0.125 nm-1时,交换偏置场开始减小。在Ni（8 nm）/Co O(t AFM)系列样品中,当反铁磁层厚度t AFM变化时交换偏置场和矫顽力随t AFM增大有逐渐减小并趋于稳定的趋势;然而,当t AFM>15 nm时,纳米帽磁滞回线的左右支曲线在形状上表现出奇异的不对称性。进一步研究发现,温度和反铁磁层厚度均会影响磁滞回线不对称的程度,而冷却场的方向会改变不对称的方向。该结果表明此类奇异不对称性与铁磁-反铁磁的交换耦合密切相关。此外,由于此类不对称性不存在于相同条件下的平整膜中,因此此类不对称性还应与PS球曲率诱导的纳米帽的微观结构有关。产生此类不对称性的微观物理机制还有待于实验和理论的进一步研究。（2）采用旋涂法成功制备了紧密排列的单层PS球阵列,然后以此阵列为基底通过直流溅射沉积获得了具有纳米帽结构的钽/钴/铂（Ta/Co/Pt）三层膜,其中Ta为缓冲层、Co为铁磁层、Pt为具有强自旋轨道耦合的重金属层,并系统研究了Co层厚度和Pt层厚度对纳米帽的有效磁各向异性的影响。实验发现:当Co层和Pt层的厚度均为5 nm时,有效磁各向异性能(Keff)达到最大值1.74×10~7 J/m~3。此外,用铁（Fe）取代Co,或者用钯（Pd）取代Pt均会导致纳米帽三层膜系统的有效磁各向异性能的减小,后者可能是由于Pd的自旋轨道耦合强度比Pt小所致。