自旋电子学以电子的自旋为研究对象,旨在以自旋流代替电流在新一代器件中传递信息和能量。自旋输运作为自旋电子学的核心研究领域之一,其载体材料成为推进自旋输运相关研究的关键所在。目前,在金属、半导体、铁磁、反铁磁等诸多材料体系中,自旋输运特性已被广泛研究。然而,材料的本征特性如晶体缺陷、晶粒尺寸、组织结构和电子构型等对自旋输运的影响却受到了忽略。本课题着眼于材料的电子构型,探究相同元素构成的不同氧化物中自旋输运特性的差异,以获得电子构型对自旋输运的影响。为此,本课题选择铜氧化物体系,比较了氧化铜（CuO）和氧化亚铜（Cu2O）两种铜氧化物的自旋输运差异,其中反铁磁氧化铜的Cu2+离子的3d轨道具有不成对电子,抗磁性氧化亚铜的Cu+离子的3d轨道全满。通过比较这两种氧化物的自旋输运,可以获得不同电子构型的金属离子对自旋输运影响的信息。首先对铜氧化物薄膜的成膜工艺进行优化,根据铜氧系统中氧压—温度相图确定氧化铜和氧化亚铜薄膜的成膜条件,结合X射线衍射进行物相评测,确定具有最佳结晶性的薄膜制备条件。以钇铁石榴石（YIG）为基板,制备YIG/Pt、YIG/Cu O/Pt和YIG/Cu2O/Pt三种样品,其中YIG作为铁磁自旋注入层,通过微波和外加磁场激发YIG的铁磁共振,利用自旋泵浦效应向样品中注入自旋流;重金属Pt作为非磁自旋检测层,利用逆自旋霍尔效应将自旋流转化成电流,最终通过逆自旋霍尔电压来进行表征自旋流。通过进行自旋输运测试,我们发现,在YIG和Pt中间插入5 nm厚的氧化铜中间层后,可以检测到逆自旋霍尔电压,这说明自旋流可以穿过氧化铜中间层;在反铁磁氧化铜的奈尔温度处,自旋输运的效率达到了峰值,这符合反铁磁材料的特性。而在YIG和Pt中间插入5 nm厚的氧化亚铜中间层后,并没有检测到逆自旋霍尔电压,这说明自旋流完全被氧化亚铜中间层阻断。氧化铜和氧化亚铜表现出截然不同的自旋输运特性,这归因于它们电子构型的差异。氧化铜中的Cu2+离子的3d轨道具有不成对自旋,不成对自旋相互耦合,集体激发作为自旋输运的载流子,因此氧化铜是自旋导体。氧化亚铜中的Cu+离子的3d轨道全满,自旋向上和自旋向下的能带结构几乎相同,氧化亚铜中的自旋相互解耦,抑制了集体激发,因此氧化亚铜是自旋绝缘体。本课题表明,具有不成对电子是自旋导体的一个重要特征,并且铜氧化物体系可能具有调控自旋输运的潜力。我们的结果揭示了绝缘体中自旋输运的物理机制,并为实现新型的自旋电子学器件,例如用于自旋流晶体管和存储器的自旋开关提供了新的方法。