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氧化锆（ZrO2）作为一种多功能化合物,由于其化学稳定性强,高介电常数,低导电性和良好的生物相容性等优异的物理、化学和光学性能而被广泛应用于传感器、燃料电池、耐火材料、催化剂、催化剂载体、固态电解质和生物医学材料等领域。有序多孔纳米结构的氧化锆薄膜与致密的氧化锆薄膜相比,由于比表面积很大,从而会有大量的肖脱基缺陷（如氧空位、锆空位）产生。这些本征缺陷的存在,会极大影响氧化锆薄膜的性质,使之出现一些新奇的物性。为此,本文通过一次阳极氧化法制备了有序多孔纳米结构的氧化锆薄膜,并分别利用X射线衍射（XRD）、MPMS磁学测量系统、场发射扫描电子显微镜（SEM）、紫外分光光度计（UV-vis）和荧光分光光度计等对样品的结构参数、结构色、室温磁性、I-V特性等与生长条件之间的关系进行了表征与研究。（1）室温环境中,通过一次阳极氧化法,在含有NH4F和去离子水的乙二醇电解液中制备出了系列超薄ZrO2薄膜,发现该薄膜在可见光范围内显示高饱和度的色彩,薄膜颜色的调节可通过控制阳极氧化时间实现。当制备ZrO2薄膜的阳极氧化时间大于30s（厚度超过108nm）时,薄膜为非连续薄膜;紫外分光光度计测试发现此时薄膜出现明显的反射峰,其对应波长和薄膜厚度之间满足布拉格干涉公式。当制备ZrO2薄膜的时间少于30s（厚度低于108nm）时,紫外分光光度计测试发现此时薄膜不再出现反射峰,而是出现明显的吸收峰;薄膜的颜色与吸收峰对应的补色一致,证明薄膜的结构色满足补色机制。（2）在室温下,采用一次阳极氧化法,制备出了一系列有序多孔纳米结构的ZrO2薄膜。详细探究了电解液中去离子水含量、阳极氧化电压以及电解液的种类对有序多孔纳米结构的ZrO2薄膜形貌结构的影响。通过对样品的表征,发现随着电解液中水含量的增加,多孔纳米结构的ZrO2薄膜的孔径逐渐增大,而有序度则先增加后降低;随着阳极氧化电压的增加,多孔纳米结构的ZrO2薄膜的孔径也逐渐增加,但是管壁厚度基本不变;相较于无机电解液,在有机电解液（丙三醇）中阳极氧化制得的多孔纳米结构的ZrO2薄膜更加均匀有序。（3）通过MPMS磁性测试发现多孔纳米结构的ZrO2薄膜具有明显的室温铁磁性,其磁性与薄膜的结构参数和退火环境有关。实验发现其磁性随孔径的增加而增强,随退火环境中氧含量的增加而减弱。在XRD、EDS的表征范围内排除了样品杂质元素的影响。通过PL谱测试证明了室温铁磁性与氧空位浓度密切相关。（4）制备了Ag/ZrO2/Zr电阻开关器件。I-V测试表明多孔纳米结构的ZrO2薄膜具有明显的室温双极阻变特性。进一步研究了阻变特性与室温磁性的关系,发现在电场调控下,随着阻变的发生其磁变也同步发生,该现象有望实现多功能存储器的设想。