近十数年来,随着自旋电子学中多种新物理和新效应的发现,以磁畴壁运动为特征的磁动力学研究逐渐趋向于朝着多物理效应的复杂多层膜体系发展,这一方面满足了现代电子信息技术追求工业化应用的需要,但另一方面也是建立健全不同体系中多场调控下的自旋动力学理论提出了迫切的需要,尤其是在人们研究重心转向复杂薄膜体系的当下,简单薄膜体系中磁畴壁研究等一些基本问题的空白亟待填补。在这样的背景下,本文主要研究了不同维度下简单薄膜体系中在多场调控下（外磁场、电场、各向异性场等）的特征磁畴结构和磁畴壁动力学,探索了单轴各向异性铁磁非晶薄膜中磁畴结构和磁畴壁运动以及磁性锯齿形纳米线中磁畴壁钉扎和运动的规律,并且对二维过渡金属硫族化合物/铁磁双层膜的新型垂直磁各向异性体系进行了一次成功的探索,为后续该体系内自旋相关器件的研究打下了坚实的材料基础。主要研究结果如下:1、突破了具有垂直各向异性的CoFeB薄膜体系的临界厚度,在2D MoSe2/CoFeB（3 nm）异质结构中获得了垂直磁各向异性。我们首先探索了溅射功率和退火工艺对高真空磁控溅射生长的CoFeB薄膜材料结构、阻尼和磁性的影响,并研究了溅射生长过程中面内诱导磁场对不同厚度CoFeB薄膜的磁性和磁各向异性的影响。在此之上,我们成功探索了在2D MoSe2/CoFeB双层膜体系中实现垂直磁各向异性（PMA）,填补了二维过渡金属硫族化合物/铁磁异质结中实现PMA的实验空白。通过元素分辨的XMCD测量技术我们研究了2D MoSe2/CoFeB界面诱导PMA的内在机制,指出了界面处3d磁性金属轨道角动量各向异性是导致PMA的直接原因,而进一步的分析表明界面原子d-d轨道杂化是导致3d金属轨道角动量产生各向异性的微观根源,基于此,我们预言2D WSe2/FM和2D WS2/FM两种体系中可能存在更强的PMA。同时,我们分析总结了 2D MoSe2/CoFeB双层膜体系中PMA随CoFeB组分和厚度的增强规律,为未来该异质结的制备指明了方向。值得注意的是,2D MoSe2/CoFeB双层膜中PMA临界厚度（tcr>3 nm）是传统PMA材料（tcr<1.5 nm）的两倍以上,而我们对MoSe2和Co的电子能带分析结果表明MoSe2在与CoFeB形成的异质结中具有自旋筛选的作用,以上众多优势使2D MoSe2/CoFeB双层膜具有成为主流自旋电子材料的潜力。2、在面内单轴磁各向异性的CoFeB薄膜体系中观察到了矩形磁畴,发现其相邻两边具有不同的磁畴壁类型,并揭示了两种磁畴壁的运动规律以及磁畴壁形态的变化规律。我们通过Kerr microscope和脉冲磁场系统研究了面内单轴磁各向异性CoFeB薄膜在面内脉冲磁场驱动下的翻转磁畴结构和自旋分布规律以及二维磁畴壁结构和运动特征。实验发现了在磁场与易轴平行时的特征矩形磁畴以及矩形磁畴壁运动,揭示了矩形磁畴壁相邻两边不同的磁畴壁类型（锯齿壁和直壁）和这两种类型磁畴壁在相同磁场下截然不同的运动规律,锯齿壁运动符合一维模型的线性预测其运动加速率μ=390 m s-1 mT1,稍高于铁磁单层膜纳米线中的加速率（≤300 ms-1 mT1）,而直壁则是钉扎体系内典型的爬行运动（Creep）符合爬行运动-1/4律的动力学描述。我们的实验研究表明这种同一体系内相同外场条件下的动力学差异来自于锯齿壁与磁钉扎特殊的相互作用关系使其在通过钉扎位时只发生锯齿形状的改变而其速度却可以不受钉扎的影响,从而实现（速度）无损通过,这一点实际上造成了锯齿壁处于无钉扎体系的事实,因而满足无钉扎条件下的线性运动关系。钉扎对于锯齿磁畴壁形状的影响在低磁场下尤为明显,但磁场过了某一个阈值后锯齿形状参数则仅仅取决于材料参数,我们的进一步的理论分析表明锯齿磁畴壁是体系各项静磁能相互竞争的平衡结果并给出了锯齿角的估算公式,与实验结果符合的很好。此外,宽条带中倾斜磁畴壁运动的研究揭示了一维模型的正比律关系中有效磁畴壁宽度Δeff的概念,指出了磁畴壁运动速度正比于运动方向上的Nee1磁矩翻转区域宽度,即μ∝Δeff=△/Sinθ其中Δ=（?）为本征磁畴壁宽度。我们的研究强调了面内易磁化薄膜中二维磁畴壁运动在磁畴壁基础研究中的重要意义,指出了在Dzyaloshinsky-Moriya Interaction效应之外面内磁各向异性场亦可导致非对称的磁畴壁动力学特征,这可能诱发人们对于非对称磁畴壁动力学来源问题的重新思考,同时对未来在二维体系内规范磁畴壁的运动尤其是锯齿磁畴壁的运动具有指导意义。3、在一维Zigzag纳米线的拐角处实现并观察到了磁畴壁钉扎,通过电学测量研究了其解钉扎和运动过程,发现了电流方向依赖性的单磁畴壁解钉扎的现象和原因。与二维磁畴壁运动不同,在准一维纳米线体系中磁畴壁的运动被严格束缚在纳米线内,此时磁畴壁的解钉扎和运动极大的依赖于纳米线的形状各向异性,在锯齿形纳米线中拐角处形状各向异性使其成为天然的磁畴壁钉扎位置,我们利用各向异性磁电阻效应在700 nm宽的双拐角Py锯齿纳米线中实验发现了电流方向依赖性的单磁畴壁解钉扎现象,即在同步解钉扎阈值电流密度之前一个较窄电流密度范围内（约6×1010 A m-2）极化电流仅能解钉扎一个拐角内的磁畴壁且该过程具有电流方向依赖性。通过模拟我们解析了这种单磁畴壁解钉扎的微磁学过程,揭示了其形成机制的两个关键因素:其一涡旋磁畴壁在拐角处钉扎势是空间非对称的且具有手性依赖性;其二极性涡旋磁畴壁的涡旋中心在电流作用下的马格努斯力（Magnus force）导致了涡旋壁钉扎势能量劈裂,进而造成两拐角中同手性涡旋壁解钉扎能产生差异。后者是单磁畴壁解钉扎的根本原因,而前者则是锯齿纳米线中发现的几种特殊的解钉扎和运动行为的直接原因,比如头对头分布和尾对尾分布中相反手性涡旋壁在能量和动力学上等价。此外我们的研究表明低阻尼体系中涡旋壁的呼吸运动将产生相当的自旋波耗散,可能是低阻尼体系涡旋壁运动的主要能量耗散模式。