由于在巨磁电阻器件中的重要应用,铁磁/反铁磁(FM/AFM)构成的交换偏置系统在近十年被广泛的研究。在交换偏置系统中出现很多有别于单层铁磁薄膜的现象,两个明显的现象就是相对于单层的铁磁薄膜,矫顽力增大和磁滞回线不再关于磁场轴原点对称,而是沿磁场轴负方向发生偏移。人们提出很多理论模型来解释相关现象,但是都只能部分地和实验结果相吻合。交换偏置效应中,反铁磁层起着关键性的作用,实验上却很难对反铁磁层进行表征。在本文中通过研究多晶FM/AFM双层膜的磁锻炼效应和角度依赖关系及不同直流磁场对磁锻炼效应的调制,对交换偏置效应中反铁磁层的作用进行了研究。此外还研究了不同交换偏置钉扎类型的NiO/Co/Cu/Co和Co/Cu/Co/NiO自旋阀中NiO、Co生长次序对反常霍尔效应的影响。主要的结果如下:　　 一、多晶Co/IrMn薄膜中角度依赖性和磁锻炼效应的研究　　 室温条件下在玻璃衬底上制备了一系列Co/IrMn双层膜,其中保持Co的厚度不变,改变IrMn的厚度。在磁场中转动样品连续测量磁滞回线,先顺时针(Cw)从180°到-180°,紧接着从-180°逆时针(cCW)转回到180°。矫顽力(Hc)和交换偏置场(HE)随角度Φ的变化CW和CCW不重合,有一个△Φ的差值,这个差值依赖于反铁磁层的厚度。当IrMn比较薄时,△Φ很小,CW和CCW的结果基本重合;随着IrMn厚度的增大,△Φ也逐渐增大,CW和CCW出现类似于磁滞回线的滞回现象;在IrMn达到一定厚度后,CW和CCW重合度增大,△Φ开始减小,最后不再随IrMn厚度的改变而改变。由于我们固定了铁磁层Co的厚度只改变了IrMn的厚度,因此△Φ的改变主要是由反铁磁层决定的。　　 由于FM/AFM双层膜的磁锻炼效应对反铁磁层厚度有相似的依赖关系,即在中间反铁磁层厚度时出现峰值,反铁磁层很薄或很厚时均比较小。我们测量了样品的磁锻炼效应。Co/IrMn双层膜磁锻炼效应随IrMn厚度的变化如我们预测的一样。更加有趣的是,在我们比较了Co/IrMn双层膜角度依赖和磁锻炼效应对反铁磁层厚度的依赖关系后发现,二者在基本相同的反铁磁层厚度出现最大值。这是因为二者都起源于反铁磁层在磁化翻转中的不可逆转动。　　 二、多晶FeMn/FeNi薄膜磁锻炼效应的磁场调制作用的研究　　 在Si衬底上生长了FeMn/FeNi双层膜,在生长FeMn之前,先生长了一层Cu来诱导FeMn的反铁磁结构。FeMn/FeNi双层膜的磁锻炼效应之前已经有很多研究。随着测量次数n的增大,Hc和HE逐渐减小,最后达到稳定状态而保持不变。但比较少有人在磁锻炼效应的测量过程中加上直流磁场,来研究磁锻炼效应的改变。　　 我们先连续测量了10条磁滞回线,此时Hc和HE已基本不随n发生改变。然后我们在薄膜平面内不同方向加上直流磁场(调制磁场),此时,铁磁层和反铁磁层的自旋结构均发生改变,FeMn/FeNi界面的自旋状态也随之发生改变。在接下来的磁滞回线的测量过程中,Hc和HE偏离原来的变化趋势,根据调制磁场的大小、方向以及所加时间的不同,Hc和HE或者变大,或者变小,都取决于加上调制磁场后FeMn/FeNi界面的自旋状态处于非平衡态还是更加趋向于平衡态。　　 三、NiO/Co/Cu/Co与Co/Cu/Co/NiO自旋阀中的反常霍尔效应的研究　　 FM/AFM交换偏置薄膜中各层膜的生长次序直接决定着薄膜的各种物性。我们改变生长次序,制备了NiO底部钉扎的NiO/Co/Cu/Co和项部钉扎的Co/Cu/Co/NiO两种自旋阀结构。由于生长次序不同,NiO/Co和Co/NiO界面的粗糙度有很大的不同,NiO/Co界面的粗糙度要明显小于Co/NjO界面的粗糙度,从而导致它们的反常霍尔效应也有很大的差别,NiO/Co/Cu/Co中满足Rs～p1.93,电子散射以侧跳机制为主:而Co/Cu/Co/NiO中Rs～p1.32,电子散射远远偏离侧跳机制。