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自旋电子学由于其丰富的物理内涵和广泛的应用前景受到学术界和工业界的高度重视，已成为近年来凝聚态物理研究的热点领域。本文利用电子束曝光技术、金属沉积和溶脱(Lift-off)技术制作出铁磁金属纳米点接触结构和逻辑电路，并对其输运性质和电路特性进行了研究，讨论了自旋极化电流作用畴壁的内部机制。
首先，采用因瓦合金、金属镍、金属铁和金属钴这几种不同矫顽力的铁磁金属制备出纳米点接触结构，在室温和没有外加磁场的条件下进行了电学测试。结果显示，宽度在一定范围内的点接触的电阻随着测试电压的增加会出现明显的突变。这是因为在一定宽度范围内的铁磁金属点接触结构能够钉扎住一个单独的畴壁，随着电流密度的增大，畴壁被自旋极化电子推离点接触位置，电阻出现明显的变化，其变化值即是畴壁电阻的大小。通过测量不同宽度点接触的电阻，发现畴壁电阻随着畴壁宽度的增加而减小。结合微磁模拟，发现畴壁磁电阻与畴壁厚度的倒数成线性关系。比较了不同金属制作的点接触特性，发现点接触电阻出现突变的临界宽度随着矫顽力的增大而减小，这一结论与微磁模拟的结果一致。
其次，通过设计不同形状的点接触，首次用电学测量方法验证了畴壁在自旋极化电流作用下的移动方向与电流方向的关系。实验结果表明，畴壁的移动方向与自旋极化电流方向相反，即与自旋极化电子移动的方向相同。通过在点接触两端施加交变正弦电压，研究了点接触电阻随这交变频率的变化特性。结果发现，畴壁在交变电场的作用下产生共振，其共振频率随着畴壁宽度的增大而降低。应用简谐振动模型进行数值拟合的结果表明，在自旋极化电流使畴壁运动的机制中，电子的动量传输占主导地位。
最后，在电流控制点接触电阻变化的实验结果基础上，设计并制作出一种基于畴壁运动的纳米逻辑门电路。电路的测试结果表明它可以在室温条件下稳定工作。
另外，利用反应射频磁控溅射方法生长出非晶碳氮薄膜和不同浓度钛掺杂的非晶碳氮薄膜，发现钛掺杂会明显提高非晶碳氮薄膜的力学性能，并且对钛掺杂对非晶碳氮薄膜本征应力的影响进行了深入讨论。