在磁性材料的研究中，磁化强度、居里温度和磁各向异性是最基本的研究对象，对这三种物理量的操控是科研工作中一个最基本也是最重要的目的。对应用于硬盘等磁记录设备中的磁性材料，磁各向异性也是极为关键的一个物理参量。如何操控磁性材料中的磁各向异性是相关科研领域长期以来所关注的热点问题，并且涌现出了许多有趣的研究结果，例如：磁性薄膜的厚度对于磁各向异性的影响[1，2]、温度对于磁性薄膜磁各向异性的影响[3，4]、薄膜内应力对于磁各向异性的影响[5]等等。本博士论文中，将论述铁薄膜中的量子阱态可以调制铁薄膜中磁各向异性这一实验现象及其物理机理。　　(1)我们将利用磁光克尔效应(magnetic optic Kerr effect，MOKE)以及旋转磁场的磁光克尔效应(Rot-MOKE)、X光磁圆二色谱(x-ray magneticcircular dichroism，XMCD)、光发射电子显微镜(x-ray photoemissionelectron microscopy，PEEM)等实验手段，对外延生长在银衬底上的单晶铁薄膜的磁各向异性进行研究。实验中使用的Ag(1，1，10)单晶衬底具有台阶形貌，铁薄膜外延生长在上面后，台阶会诱导一个平行于台阶方向的单轴各向异性[6]。通过真空原位的MOKE测量发现，在液氦温度下，台阶诱导的单轴各向异性随着铁薄膜的厚度变化有一个周期性振荡的行为，振荡的周期为铁的5.7个原子单层(monolayer，ML)[7]。根据对理论计算的体心立方(bcc)铁的电子结构进行分析，我们认为台阶诱导单轴各向异性的振荡行为是来源于铁薄膜中d电子的具有△2对称性的自旋少子态在费米面附近形成的量子阱态。同时，我们利用XMCD测量了低温下铁薄膜中轨道磁矩和自旋磁矩随铁薄膜厚度的变化关系，利用PEEM测量了室温下台阶诱导各向异性对铁薄膜中磁畴的影响。　　(2)我们还测量了Fe/Ag(1，1，10)体系中磁矩与样品表面之间的倾斜角随样品厚度的变化。在具有台阶形貌的磁性薄膜中，由于磁晶各向异性与形状各向异性的竞争，磁矩会倾斜于样品表面之外，通过测量这个倾斜角，就能推断出样品等效垂直各向异性随样品厚度的变化。我们发现在液氦的低温下，样品的等效垂直各向异性也随Fe薄膜厚度有一个周期性振荡的行为，振荡周期为5.7ML，与面内台阶诱导单轴各向异性的振荡周期一致。我们推断台阶诱导单轴各向异性和等效的垂直各向异性可能是由材料中的同一个电子态决定的，即铁薄膜中d电子的具有△2对称性的自旋少子态。　　(3)我们研究了氧气吸附对台阶诱导单轴各向异性的影响。我们发现薄膜界面对于台阶诱导单轴各向异性的贡献随着氧气吸附量的增加而减小，薄膜的体贡献基本不变。当样品表面开始氧化时，薄膜对于台阶诱导单轴各向异性的体贡献开始增加，而界面的贡献继续减小。　　(4)我们利用角分辨光电子能谱(angle-resolved photoemissionspectroscopy，ARPES)研究了外延生长在Ag(001)单晶衬底上的铁薄膜的电子能带结构，寻找铁薄膜中量子阱态调制铁薄膜磁各向异性的物理机理。我们在测量中发现了数个周期不等的量子阱态，其中一个量子阱态的周期为5.6 ML，与台阶诱导单轴各向异性在低温下的振荡周期非常接近。该量子阱态是来源于费米面附近对称性为△2的d电子的自旋少子态，我们认为该电子态对于铁薄膜的磁各向异性有很大的贡献。