随着纳米尺度材料的发展,与尺寸和维度紧密相连的界面垂直磁特性一直是磁学研究的热点。其中,由铁磁与非磁金属或者氧化物界面组成的纳米异质结结构具有高热稳定性、强的垂直磁各向异性以及易于半导体工艺兼容等优点,使得Pd/Co多层结构薄膜具有很大的潜力与CMOS技术集成制备新一代的磁电逻辑器件。但是,具有垂直磁各向异性的Pd/Co多层膜通常磁性层厚度较薄从而有效自旋极化低,影响其在自旋电子学领域的应用,因此设计出具有优异性能的Pd/Co多层膜对其在磁电器件上的应用非常重要。理论上,拥有100%的自旋极化率的Heusler合金是自旋电子学领域备受关注的一类新型磁性材料,其中Co₂FeAl_0.5Si_0.5（CFAS）薄膜具有大饱和磁化强度、低阻尼因子和高热稳定性的特点,在自旋电子器件中拥有广阔的应用前景,但是相关的系统研究还较少。本论文对Pd/Co多层膜和CFAS两种垂直磁各向异性薄膜的生长制备工艺及磁、光、电特性进行了系统的研究,主要内容如下:首先,采用磁控溅射法制备了具有垂直磁各向异性的Pd/Co结构薄膜,对磁性层厚度对其磁特性的影响进行了研究,研究表明当磁性层厚度低于1 nm时,薄膜才具有垂直磁各向异性。通过插入MgO层并优化了Pd/Co多层膜的结构,350℃退火后,在磁性层厚度为1-5 nm范围内多层膜都能保持垂直磁特性。其次,在研究MgO层厚度对多层膜垂直磁特性的影响中,研究表明即使没有插入MgO层,350℃退火处理后,多层膜在Co层厚度大于1 nm时均可垂直。在研究界面效应对多层膜的垂直磁各向异性的影响中,观察到Pd/Co上下界面对其有不同的作用。在研究退火温度对多层膜的磁特性的影响中,发现了薄膜的矫顽力随着退火温度的增高而增加;当退火温度超过400℃时,薄膜磁滞回线的矩形度变差可能与过高退火温度导致界面原子相互扩散有关。然后,利用磁光克尔效应研究了磁性层、Pd、MgO层的厚度对CFAS合金薄膜垂直磁各向异性的影响,研究发现了只有在磁性层CFAS厚度低于4.5 nm时,多层结构薄膜体系才表现为垂直磁各向异性,归因于系统中界面垂直磁特性和退磁场的竞争。此外,研究发现Pd/CFAS和CFAS/MgO界面对薄膜的垂直磁各向异性均有正贡献。最后,成功制备出了以MgO为隔离层的双CFAS结构的薄膜。观察到不同厚度的CFAS层在不同外场下的连续翻转,并且测试温度越低,薄膜两次翻转之间的磁场间隔越大。