低维磁性纳米材料在磁性存储与磁性逻辑器件里有着重要的应用前景,是当前研究的热点之一。通过改变纳米材料的尺寸、形状以及磁晶各向异性等,人们可以实现材料中磁畴结构的调控。通常使用微加工手段制备磁性纳米材料,其制备工艺复杂,成本较高。不仅如此,电子束蒸镀等制膜常用方法只能用于制备多晶的磁性材料,无法引入磁晶各向异性。本论文使用超薄液层电化学生长技术,分别制备了金属钴的单晶和多晶两种磁性纳米材料;研究了其结晶学和形貌特征、磁学性质及生长机制等问题。具体的成果如下:1.采用超薄液层电化学生长系统,在无模板的情况下,首次制备出分叉率极低、生长面积较大的单晶钴纳米线阵列。超薄液层电化学生长系统通过生长空间的几何限制,有效地抑制电化学生长过程中的扰动,降低生长物的分叉率。据此,我们调节溶液的pH值,优化初始溶液浓度、生长温度、驱动电压等条件,实现了单晶钴纳米线阵列的制备。我们利用磁力显微技术对单晶纳米线样品的磁畴结构进行了表征,在同一根纳米线上几何形貌不同的位置发现了反向平行交替畴结构与扁平涡旋畴结构的转变。统计表明,纳米线宽而矮的区域出现反向平行交替畴,窄而高的区域出现扁平涡旋畴,该实验观测与微磁学模拟结果一致。在施加垂直于衬底大小为0.6T的外磁场之后,我们在纳米线的剩磁状态得到了稳定存在的反平行交替畴结构。在形貌光滑的单晶钴纳米线上观测到稳定可重复的周期性磁畴结构尚属首次。（该工作发表在 Physical Review B,93,054405（2016））2.首次通过自组织电化学生长的方法,制备出亚微米尺度的磁性金属螺旋线阵列;基于实验观测,提出该螺旋线的自模板生长机制。在超薄液层电化学生长系统中,金属沉积物前的冰水界面会会随着电化学生长条件的改变出现一些特别结构。例如,金属纳米线在电化学生长过程中释放的焦耳热会引起局部的升温。当产生的热量足够大时,会在冰层中间融出孔洞,这样的孔洞进而会成为金属纳米线生长的衬底。我们通过调节系统温度与驱动电压,在该实验系统中生长出了金属钴螺旋线阵列。扫描电子显微照片显示了钴螺旋线阵列以及单根螺旋线的形貌细节:我们发现每根螺旋线内侧呈阶梯状起伏（紧靠电解质溶液侧）,而螺旋线外侧则十分光滑。透射电子显微分析显示了螺旋线为具有择优取向的多晶结构。原位观测实验表明,螺旋线生长过程中,在尖端伴随着冰的融化现象。根据该实验观察及实验室前期的研究成果,我们提出了该螺旋线的自模板生长机制。此外,我们研究了钴线螺旋状外形对磁电阻性质的影响,发现随着外磁场增大,螺旋线纵向和横向磁电阻均出现两个极值,这是由于螺旋线内部电流方向与外磁场存在一定夹角所致。该结果与直纳米线线的磁电阻结果有着很大的不同。