半金属铁磁体兼具特殊的能带结构和极高的自旋极化率,在自旋电子学领域中受到广泛关注。作为新兴的自旋电子学材料,它有着广阔的应用前景。早在1975年,Julliere就在Co、 Fe两铁磁层中间夹着非磁绝缘层Ge的三明治结构中发现了TMR效应,其磁电阻随着两铁磁层的自旋极化率增大而增大。随后在1988年,Grunberg和Fert等人在(Fe/Cr)n多层膜中发现了巨磁电阻(GMR)效应。这些效应都与材料的磁性及自旋极化率密切相关。上世纪九十年代开始,铁磁性半金属这种高自旋极化率的铁磁性材料引起了研究者的重视,人们试图将其应用到自旋电子学器件中。其中,Cr02作为典型的铁磁性半金属材料,具有100%自旋极化率、良好的金属导电性和较高的居里温度,因而它有着极大的研究价值。然而Cr02在常温常压下为亚稳态的,其制备面临很大的挑战。到目前为止,人们已经对Cr02粉末压结体,Cr02薄膜,Cr02纳米材料的制备开展了一定的研究。在薄膜制备方面,已有研究者利用化学气相沉积方法在(100)Ti02及(0001)A1203衬底上制备出了单晶Cr02薄膜,而对于其它衬底的探索则较少。此外还有研究者利用Cr02的选择性生长制备了Cr02纳米结构,其方法繁琐且成本较高。本论文中,我们分别制备了Cr02单晶薄膜和Cr02纳米棒状壳层结构,并系统研究了它们的结构、形貌、磁性和输运等方面的性质。具体工作和结论如下：第一,在(110)和(001)两个取向的TiO2/MgF2衬底上分别成功外延生长出了(110)和(001)取向的单晶Cr02薄膜。通过测试与分析,该薄膜具有以下性质。结构与形貌：(110)取向的Cr02薄膜对应衍射峰相对于块状材料没有发生偏移,而(001)取向的Cr02薄膜对应衍射峰相对于块状材料有所偏移。这是受薄膜与衬底之间应力影响的结果。(110)和(001)取向的Cr02薄膜有不同的生长模式,分别呈层状和岛状生长。(110)比(001)取向的Cr02薄膜表面粗糙度低。磁性与输运：在(11O)和(001)取向的Cr02薄膜中,都观察到了很强的磁各向异性。其中生长(110)Cr02薄膜其饱和磁化强度为267emu/cm3。在低温下的Cr02薄膜磁电阻主要受洛伦兹力(高场下)和晶界间自旋相关散射的隧穿作用(低场下)影响,这与晶界密度、薄膜质量等有关,因此(110)取向的Cr02薄膜比(001)取向的Cr02薄膜的磁电阻小。随着温度升高,隧道磁电阻减弱,室温下磁电阻为负,并随磁场线性变化,这是受双交换机制作用的结果。室温下,反常霍尔效应起主导作用；低温下正常霍尔效应起主导作用。反常霍尔电阻对温度有很强的依赖性。Cr02薄膜的电阻率随温度升高而增大,表现出良好的金属导电性。第二,在FTO衬底上成功生长了TiO2/CrO2壳层纳米结构。其为金红石相的多晶结构,没有择优取向。它包覆在Ti02纳米棒表面,在单根纳米棒上是单晶外延生长的。磁性方面,与Cr02薄膜相比,Cr02纳米棒的矫顽力与饱和场明显变大,但两者的饱和磁化强度一样。其磁化易轴与薄膜相比发生反转。