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作为一门将电学、光学和磁学高度融合的学科，自旋电子学自问世以来便得到了人们广泛的关注。自旋物理过程由于其内秉的磁学特性，使得人们有望借此发展出新一代低功耗、高速度、高集成度的自旋电子及存储器件。因而对于低维材料及结构磁性相关特性的研究便成为了目前研究领域的热点之一。本项工作便着重关注超薄铁磁金属的磁学特性，详细的研究了脉冲磁场测量技术及CoFeB/AlOx材料的垂直各向异性效应，这将有助于新一代磁隧道结器件发展。本论文共分八章: 第一章主要介绍了自旋电子学的研究背景及发展状况。 第二章主要介绍了金属自旋电子学和半导体自旋电子学的相关理论。 第三章主要概述了本项实验研究中所用到的主要材料生长系统及测量系统。 第四章中，主要介绍了脉冲磁光测量系统的搭建及样品测量过程。我们搭建的脉冲磁光系统具有可产生磁场强、操作便捷、造价低廉、耗电量小、测量稳定度高及宽可调光谱范围等诸多优点。并且其短脉冲周期时间（约1毫秒）也有助于我们研究该时间尺度下的相关磁动力学机制。利用该系统，我们研究了铁磁性样品Fe/GaAs及CoFeAl/GaAs的克尔光谱特及动力学特性。 第五章中，我们与中科院物理所韩秀峰老师的研究小组进行合作，利用磁光测量手段系统的研究了CoFeB/AlOx结构的垂直面磁各向异性效应。我们确定了CoFeB/AlOx/CoFeB三明治结构中垂直磁各向异性的来源，以及该效应与铁磁层及氧化层厚度以及温度的关系。 第六章中，我们研究了CoFeB-AlOx垂直各向异性效应随温度的变化关系。我们发现，样品垂直矫顽力的大小随温度降低显现出逐渐增加的趋势，同时，在更薄的CoFeB层区域，由于在低温下极薄铁磁层处（约1-2个原子层）样品由超顺磁相向铁磁相转变，使得低温可以延长其磁各向异性存在的范围。我们还利用交变电流测量技术，研究了样品磁矩翻转动力学特性;我们发现样品磁矩的翻转速率与外磁场大小关系密切，磁矩翻转对交变磁场的相应时间尺度可达毫秒量级;我们分析并讨论了磁矩翻转的物理机制;利用短上升沿时间的脉冲磁场测量系统研究了所加外磁场大小与样品磁矩翻转速度的关系。 第七章中，我们在楔形CoFeB/AlOx样品中观测到了在一定外磁场作用下，磁畴璧由小矫顽力位置向大矫顽力位置缓慢移动的现象，其移动速率为10-5 m/s量级。我们针对该新奇的物理效应进行了磁场、温度调节等系统的测量并对其物理机制进行了分析。我们认为如此之慢的畴壁移动机制可能来源于结构中较长的磁矩翻转时间，并与楔形样品中矫顽力大小的非均匀分布及磁矩间相互作用有关。我们随后搭建了一套克尔成像系统，直观地观察到了样品中磁矩类似于”多米诺骨牌”的传递过程。 第八章是对整个论文的总结。 在附录A中，介绍了我们制备的GaMnAs/GaAs共面波导测量系统及相关的实验结果和分析。