中文摘要：

研究材料的磁性、探索物质的磁性起源，一直是凝聚态物理和材料科技工作者关注的重要课题。受技术发展的限制，过去对材料磁性的研究局限于有限的稳态结构（如纯铁，仅能获得点阵常数0.2866nm的体心立方结构）。近二十年，多层膜技术的出现使人们可以获得很多的亚稳相,对多层膜中亚稳结构磁性相及其异常磁化性能的研究，为研究磁性起源理论提供了良好的实验基础，也为研制和开发新型磁性材料提供了科学基础。本项目将在前期工作基础上，尝试利用高真空电子束蒸镀的方法制备多层膜，研究多层膜中各种较厚的第二组元对磁性层原子的作用（界面能），控制磁性层的晶体结构，进而制备出不同的亚稳磁性相；对多层膜中亚稳结构磁性相铁（钴、镍）的形成条件、规律和机制进行深入的探索和研究，从实验和理论上研究所获得的亚稳结构磁性相的磁性，为探索铁磁性起源、发展新型磁性材料提供新的数据。

结论摘要：

本项目利用电子束蒸镀的方法制备了Fe/Sm、Fe/Ho、Fe/Ru、Fe/Er、Fe/Mo、Fe/V、Co/Cu、Co/Mo、Co/Bi、Co/Ru、NiCo/Ag等多层膜，通过改变多层膜中组元金属的层厚，利用界面自由能控制磁性结构，成功地制备出具有六方、面心立方、非晶态结构的铁相和面心立方、非晶结构的钴相。获得了多个典型系统多层膜中亚稳磁性相的形成条件、规律和机理。从实验和理论两个方面对所获得的亚稳结构磁性相的磁学行为进行了研究和诠释。重要进展包括发现Fe/Ru中HCP亚稳结构铁的类BCC环境以及膨胀的晶格是其具有室温铁磁性的原因；Fe/Mo和Fe/Ru中观察到多层膜磁阻随多层膜结构变化而出现正负翻转现象；在Co/Ru中磁阻随外场的变化率与薄膜饱和磁化场密切相关，可利用易饱和磁化材料制备出磁阻变化率高的材料；在Fe/Ho多层膜中获得非晶铁相，在磁场近乎垂直于膜面时，多层膜的磁性对角度十分敏感，微小的角度偏差可造成磁滞回线线型的翻转，出现反向磁滞回线。在很多Co基多层膜中均存在一定的非磁性界面，其厚度约为0.5-0.7纳米。共发表论文30余篇，其中SCI论文30篇。