近年来,具有垂直磁各向异性的磁性纳米结构由于其优秀的特性和广泛的应用领域,逐渐成为国内外研究小组的研究热点。例如,近期有研究小组报道,在MgO/CoFeB/Ta垂直磁化膜中发现了巨大的线性反常霍尔电阻;此外,新型的磁性斯格明子磁存储器件也需要用到垂直磁化薄膜,例如,近期有研究小组在具有垂直磁各向异性的[Co/Pt]N多层膜中发现了室温下稳定的磁性斯格明子。虽然垂直磁性纳米结构已经有很多研究,但是还有一些存在的问题没有阐述清楚。例如,虽然在MgO/CoFeB/Ta垂直磁化膜中发现了巨大的线性反常霍尔电阻,但是基于垂直磁化膜反常霍尔效应的高灵敏度磁传感器在低温下工作的情况目前还很少有研究;另外,尽管学术界认为基于磁性斯格明子的垂直磁性纳米线是非常有应用前景的新型磁存储单元,但是对于电流和自旋波驱动磁性斯格明子在垂直磁性纳米线中的动态过程目前还需要进一步研究。本文以具有垂直磁各向异性的纳米薄膜和纳米线为研究对象,实验上通过高真空磁控溅射系统制备薄膜,深入研究了弱局域化作用对MgO/CoFeB/Ta垂直磁化膜反常霍尔效应的影响;同时,本文还通过微磁学模拟的方法,研究了电流以及自旋波驱动磁性斯格明子在垂直磁性纳米线中的动态过程。实验上,我们通过磁控溅射制备了厚度在1.7 nm~10.5 nm范围内的具有面内磁各向异性的CoFeB非晶薄膜,以及CoFeB厚度在0.8 nm~1.4 nm之间具有垂直磁各向异性的MgO/CoFeB/Ta薄膜。继而,我们测量了非晶态CoFeB单层膜以及MgO/CoFeB/Ta垂直磁化膜的低温电子输运特性。实验发现,对于非晶态CoFeB单层薄膜,当薄膜厚度大于3 nm时,边界跳跃机制是反常霍尔效应的主导机制,弱局域化作用对反常霍尔效应的影响实验观察不到,当薄膜厚度小于3 nm时,反常霍尔效应由边界跳跃机制和斜散射机制共同产生,并且弱局域化作用对反常霍尔效应的影响可以实验观察到;对于MgO/CoFeB/Ta垂直磁化膜,由于Ta膜层为电子提供了一个额外的输运通道,弱局域化作用在薄膜的方块电阻R0大于1.5 k?时才能观察到。此外,我们通过微磁学模拟的方法研究了磁性斯格明子在垂直磁性纳米线中移动的动态过程。研究发现,磁性斯格明子的尺寸取决于垂直磁性纳米线的本征磁学参数以及外加磁场的大小,而且,电流驱动磁性斯格明子移动的速度与磁性斯格明子的尺寸成正比。其次,磁性斯格明子通过垂直磁性纳米线缺陷的阈值电流密度不仅与缺陷的大小有关,还与斯格明子-斯格明子之间的相互作用密切相关。另外,自旋波也可以驱动磁性斯格明子在垂直磁性纳米线中移动,其移动速度与自旋波的频率、自旋波激发场大小、以及斯格明子的尺寸密切相关。