由于L10相的FePt合金具有极高的单轴磁晶各向异性、小的超顺磁临界尺寸和良好的化学稳定性,它被认为是未来超高密度磁存储材料的首选。随着科学技术的发展,更小尺寸的量子器件势必会代替微电子器件。因此,如何在保证FePt纳米颗粒优异性能的同时,根据应用要求的不同对其结构和性质进行相应的调控成为了一个亟需解决的问题。本文采用脉冲激光沉积(PLD)方法将FePt纳米颗粒嵌埋入单晶MgO基质中,获得了 FePt NPs:MgO纳米复合薄膜,并研究了其磁、光等性质。取得的具体研究结果如下:首先,使用PLD方法制备了 FePt NPs:MgO纳米复合薄膜并对其成分及结构进行了表征。结果表明,FePt纳米颗粒和MgO分别为三维岛状生长以及二维层状生长模式,成功实现了岛状层状交替生长,FePt纳米颗粒的嵌埋并没有影响MgO层的外延生长,并且FePt和MgO的外延关系为[200]FePt||[100]MgO。在同等的生长条件下,随着生长FePt时的脉冲沉积发数增加(100-900发),FePt纳米颗粒的间距变小(10-2 nm);固定其他生长参数,随着生长FePt所使用的激光能量密度3 J/cm2提升至7 J/cm2,FePt合金中的Fe原子百分比从67.46%降低至36.56%。TEM分析表明,在激光能量密度较低时,所制备的FePt纳米颗粒为类球体,提高激光能量密度,纳米颗粒变为类椭球体。且随着激光能量密度的增大,类椭球体的长径比逐渐增大当激光能量密度从4 J/cm2提高至6 J/cm2后,其统计长径比从1提高至1.65。其次,研究了 FePt NPs:MgO纳米复合薄膜的磁特性。生长结束后,样品中的FePt纳米颗粒是无序的A1相,将样品在5%H2+95%Ar的气氛中退火后,FePt纳米颗粒发生了有序化转变,形成了 L10相。研究结果表明,H原子的扩散和搅拌效应是促进有序化过程的主要原因。由于FePt纳米颗粒可以被视为一个大的自旋,因此,我们还研究了 FePt纳米颗粒间距对颗粒间相互作用的影响。随着FePt纳米颗粒间距的减小,纳米复合薄膜的阻塞温度从4.1 K增加至34.2 K,且FePt NPs:MgO纳米复合薄膜从超顺磁相转变为超自旋玻璃相。此外,本工作还研究了成分对软硬磁相比例的影响。通过控制FePt合金中的Fe原子百分比,可以调控FePt纳米颗粒中软磁相(A1相FePt、Fe3Pt或FePt3)的比例,使其在0%-47.5%之间可调,且随着软磁相含量的增加,纳米复合薄膜的饱和磁化强度从234.1 emu/cm2 减小至60.7 emu/cm2。最后,研究了 FePt NPs:MgO纳米复合薄膜的线性及非线性光学特性。通过Mie理论计算出将FePt纳米颗粒嵌埋在MgO基质中将会产生等离激元共振吸收效应,且其发生的波长范围应处于237-922 nm之间。这与实验中所观察到的情况吻合的较好。将类球体的FePt纳米颗粒嵌埋在MgO基质中,其等离激元共振吸收发生在234 nm。增加生长FePt的激光能量密度,即改变FePt纳米颗粒长径比,离激元共振吸收峰分裂为两个峰,并且随着长径比的增大,两个峰分别发生红移和蓝移。其原因是改变FePt纳米颗粒的形状影响其表面电荷密度的分布。我们进一步使用了 fs激光来测试了 FePt NPs:MgO纳米复合薄膜三阶非线性光学特性。其Z扫描闭孔测试曲线均表现出先谷后峰的形状,说明纳米复合薄膜具有自聚焦效应。随着FePt沉积发数的增加,其Z扫描开孔曲线发生了从峰到谷的转变,这表明双光子吸收取代了饱和吸收成为了样品三阶非线性光学特性的机制。此外,通过对Z扫描测试所得的曲线进行拟合计算,得到了薄膜的三阶非线性吸收系数与三阶非线性折射率,进一步计算所得到的FePt NPs:MgO纳米复合薄膜三阶非线性极化率基本保持在10-10量级,可将其应用在三阶非线性光学器件之中。