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电子元器件正向微型化、薄膜化、高频化、集成化等方向发展,势必对其所使用的材料提出更高的要求。为适应磁性器件发展的需要,具有高磁导率,频率高达几百兆赫兹甚至上吉赫兹频段的软磁薄膜、永磁薄膜、巨磁电阻薄膜成为磁性薄膜材料研究领域的最新热点,这些材料被广泛应用于微电感、微变压器、硬盘记录磁头、电磁噪声抑制器、高频磁传感器等领域。本论文从高频FeCo软磁薄膜、钴铁氧体(CoFe2O4)薄膜和CoNbZr/Co/Cu/Co/Sm2Fe17Nδ自旋阀薄膜系的制备工艺、表征、测试分析及性能优化出发,探寻影响和提高薄膜性能的因素。主要工作有：采用NiFe、CoNbZr为底层,制备了NiFe/FeCo、CoNbZr/FeCo双层薄膜系列。研究了Ar气压、FeCo厚度、溅射功率等对双层膜性能的影响。实验研究表明,NiFe(3nm)/FeCo(40nm)及CoNbZr(2nm)/FeCo(40nm)双层膜具有良好的软磁性能,其难易轴的矫顽力分别为Hch=1.5Oe、Hce=3.1Oe和Hch=1.8Oe、Hce=3.9Oe。研究了倾斜沉积对薄膜磁性能的影响,发现倾斜沉积可以增大双层薄膜样品的单轴各向异性Hk。当倾斜角度为30°时,Hk从垂直沉积时的200e增加为800e,当倾斜角度为60°时,风增大至2500e。为进一步提高薄膜样品的电阻率以及面内单轴各向异性场Hk,本文研究了金属和氧化物复合薄膜。在Ar和O2的混合气氛中制备了NiFe/FeCo/FeCoO、NiFe/FeCo/NiO多层膜系。从短路微带线法测试的磁谱可以看到,薄膜的共振频率大于2GHz,相对起始磁导率在400左右。另外,通过氧化层的添加,多层薄膜的软磁性能得到了进一步提高,单轴各向异性场Hk较双层膜略有增加,电阻率提高到了170μΩ·cm。针对垂直磁记录,采用电化学沉积氧化法制备了CoFe2O4/Cu/Si薄膜,并与射频磁控溅射制备的CoFe2O4/Cu/Si薄膜磁性能及微观结构进行了对比研究。采用电化学沉积,详细研究了糖精浓度、主盐浓度、电流密度、PH值、镀液温度等对镀层成分和沉积速率的影响。将电化学沉积获得的CoFe2薄膜在700℃下退火,制备了具有立方尖晶石结构的CoFe2O4薄膜,其垂直和平行膜面方向的矫顽力达到了21560e和9400e,且垂直膜面方向饱和磁化强度、剩余磁化强度和矩形度达到了310.2kA/m、218.3kA/m和0.62,进一步升高退火温度至900℃,获得了最大的垂直方向矩形度(～0.78)。另一方面,我们采用磁控溅射制备CoFe2O4/Cu/Si薄膜,经退火处理后,该薄膜同样具有立方尖晶石结构,薄膜平行和垂直膜面方向矫顽力分别为3145Oe和9000Oe,垂直膜面方向饱和磁化强度、剩余磁化强度和矩形度分别为388.2kA/m、275.3kA/m和0.71,900℃下退火可获得最大垂直方向矩形度(-0.82)。建立了自旋阀读磁头的物理模型,首次提出永磁薄膜作为钉扎层的思想。在一般自旋阀结构中,自发磁化角θ1、θ2在计算中极其难以求出,我们在结构中采取永磁薄膜将其中一层磁性层的磁矩钉扎在z方向,可使θ1、θ2为零或180度。采用直流磁控溅射和氮化处理制备了Sm2Fe17Nδ永磁薄膜,研究了薄膜的HC与氮化温度的依赖关系,并将其应用于自旋阀单元的制备中。研究发现CoNbZr/Co/Cu/Co/Sm2Fe17Nδ自旋阀结构磁薄膜传感单元在光刻成10μm×18μm的微米尺度后,对快速的磁场变化具有稳定而无磁滞的线性响应特性,适合在磁传感器和巨磁阻磁头中应用。