本文致力于探索IrMn/CoFeB交换偏置薄膜磁化翻转的机制,主要分析磁化翻转的过程中,铁磁层内部是否存在平行于界面的磁畴壁结构;以及在磁化翻转过程中,铁磁层内部磁畴壁的演化规律。利用实验观察给出理论模型的直接证据,对交换偏置机理做出实验上的补充。本文采用了直流磁控溅射的方法生长了一系列不同膜厚的IrMn/CoFeB双层膜,并利用克尔显微镜对其宏观磁性能进行了表征。随着铁磁层厚度从15 nm增加到120 nm,样品的偏置场从155 Oe逐渐降低到12 Oe,矫顽力也从60 Oe逐渐降低到35 Oe;随着反铁磁层厚度从0 nm增加到30 nm,样品的偏置场从零迅速增加到170 Oe,矫顽力从8 Oe逐渐升高到15 Oe。而后,利用聚焦粒子束加工技术获得了薄膜截面透射电镜样品,并将其置于洛伦兹透射电子显微镜中进行观察。我们发现了非晶态CoFeB薄膜的微观结构并不均匀,存在一定的元素偏析。又通过加磁场样品杆对样品原位施加磁场,并利用电子全息技术获取了在反磁化过程中样品内部磁力线的分布,详细分析了铁磁层内部反磁化过程的细节。我们利用在氮化硅窗口微栅上直接生长薄膜获取了平面样品,通过原位施加磁场和菲涅尔成像模式,详细分析了随着反铁磁层厚度变化,铁磁层磁化翻转机制的变化。在IrMn/CoFeB双层膜体系中,截面样品的原位实验证实了:磁化翻转过程中铁磁层内部未观察到大范围的自旋弹簧结构。又通过高分辨电子全息术,对截面样品的剩磁态进行分析,最终确定样品内部不存在超过2.3 nm的平面磁畴壁结构。利用波纹畴衬度的特征,我们发现IrMn层厚度不大于5 nm时,样品磁化翻转过程中呈现出磁畴壁迅速移动过程;IrMn层厚度较大时,磁化翻转呈现出成核和长大并行的复杂翻转机制。