稀磁半导体作为自旋相关器件的材料基础,完美地实现了半导体微电子学和磁电子学的结合。其实用化的关键是实验上寻找到具有室温铁磁性的半导体材料,同时理论上提出合理解释铁磁性起源的物理机制。本论文我们选取纳米级CeO₂半导体为研究对象,其优异的电荷转移能力和独特的4f电子结构是该体系引入自旋电子的重要前提。主要采用的合成手段为一步水热法,通过掺杂和复合的方法调整纳米CeO₂基的微观结构,从而实现了室温铁磁性的引入,并且尝试对磁性起源做出了解释。主要工作内容有:（1）非磁性金属掺杂CeO₂体系研究较少且不完备,同时,该掺杂体系的磁性来源仍有很大争议。对此,我们选取非磁性元素Mg作掺杂剂,探究Mg的引入对CeO₂母体的结构和磁性影响。首次在Mg掺CeO₂体系中发现铁磁性行为,样品的饱和磁化强度先升高后降低,最大值为1.5×10^-3 emu/g,出现在4 at.%Mg掺杂的CeO₂。磁性源于氧空位的存在,我们使用F色心交换机制进行了解释。（2）关于CeO₂/CuO复合体系铁磁性能的研究少之又少,且反常铁磁性的出现是否与复合体界面的存在有关仍不清楚。为此,我们制备了CeO₂/CuO复合体系,系统研究了该体系的磁学性能。结果表明在CeO₂中引入CuO能促进Ce⁴⁺的还原和氧空位缺陷的产生。同时,在CeO₂/CuO体系中观察到室温铁磁行为,该铁磁性的出现与界面处V_O缺陷有关。（3）氧空位缺陷在诱导室温铁磁性的产生中起关键作用。因此,有必要构建一个CeO₂掺杂体系,尝试引入氧空位缺陷,以验证氧空位诱导铁磁性这一物理机制。我们选取等价元素Zr作掺杂剂,结果显示,Zr⁴⁺替位掺杂CeO₂可使晶格结构畸变,有利于Ce⁴⁺的还原和氧空位产生。饱和磁化强度的变化规律为先升高后降低,该铁磁行为的出现与Zr替位掺杂引起的结构畸变和V_O缺陷密切相关。