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信息技术的快速发展为人们提供了很多便利,在信息存储领域,传统的非易失性存储器已不能满足高速度、长寿命、大容量、低功耗及易操作的要求,因此,发展基于新原理和新结构的新型存储技术对于打破我国微电子行业长期追赶国际前沿,缺乏核心技术的被动局面具有十分重要的战略意义。其中以磁性材料为主的MRAM被认为是下一代新型存储器的主要候选者。它采用磁化方向不同所导致的磁电阻的不同来记录“0”和“1”。对磁化方向的调控可以通过多种方式来实现,电场控制离子输运调控磁性被认为是最为高效的调控手段。目前,电场调控离子输运大多集中在对宏观磁性的调控,如矫顽力、饱和磁化强度等,对微观磁性的调控鲜有报道。研究纳米尺度下电场控制离子输运可以调控材料的微观尺度下的磁化状态,对提高MRAM存储密度具有重要的科学意义。本论文主要在纳米尺度电场调控微观区域的磁畴变化开展了研究工作:通过磁控溅射镀膜系统制备了高质量的Pt（4nm）/Co（0.6 nm）/GdOx（5nm）薄膜,磁滞回线的测量结果表明薄膜具有垂直各向异性,宏观输运测试揭示了GdOx的氧离子在正负电场下的可逆移动过程。利用导电原子力显微镜（CAFM）与磁力显微镜（MFM）技术研究了纳米尺度下电场控制氧离子输运对垂直各向异性薄膜微观磁畴结构的影响。首先,通过电场控制GdOx薄膜中氧离子的输运实现了对邻近Co层薄膜磁化方向的可逆调控,并通过分析相位值的变化量化了正负电压对磁畴变化的影响规律;同时研究了电流密度的大小与磁畴相对变化率之间的关系,发现电流密度越大的地方,磁畴相位值的变化也越大。通过循环施加小电压,使电流密度逐渐增大,这不仅验证了之前推测的电流密度与磁畴变化之间的关系,也发现了氧离子输运对磁化方向的影响存在一个中间态,即在氧离子输运到界面处对垂直各向异性是一个辅助的作用。这些结果对提高MRAM的存储密度具有重要意义。此外,本论文在NiCoMnAl合金方面也进行了一小部分研究工作:通过电弧熔炼的方法,制备了Ni42.8Co7.7Mn38.8Al10.7合金样品。通过热磁曲线及等温磁化曲线的结果可以发现该成分合金相变温度在室温附近,且发生了大的磁化强度的改变。磁输运的测量结果发现在室温附近90 kOe的磁场下,磁电阻的变化量达到了45%左右。磁致伸缩的测量结果发现在90 kOe的磁场下,合金样品收缩量达到了500 ppm。此外,本文还通过磁力显微镜（MFM）研究了微观尺度下合金样品在磁场的作用下,表面形貌及磁畴结构的变化。结果发现,表面形貌与磁畴的变化磁场响应与宏观磁化曲线一致,也存在磁滞效应。这些结果很好的解释了磁性合金在磁场下的变化行为,对磁性合金的研究提供了很好的借鉴。