半导体自旋电子学是当前信息科学领域的重要分支，自旋材料及器件在磁存储及量子计算等领域已经展现出广阔的应用前景。自旋器件以电子的自旋作为信息载体，与传统的磁器件和微电子器件相比，具有更强的功能，更高的速度，更少的功耗和更高的集成度。高效率的自旋源是自旋器件中的关键组成部分，通常采用稀磁半导体和铁磁材料，以及由这些材料构建的异质结构。本文选择Fe作为磁性元素，开展稀磁半导体Cd1-xFexS及铁磁性材料FeSe的生长及电学、磁学特性研究，其主要研究内容如下：　　 1、利用MOCVD设备制备了Fe基Ⅱ-Ⅵ族稀磁半导体Cd1-xFe-S，对其结构、光学、电学及磁学等基本性质进行了研究，探讨了生长温度对Fe掺入及Cd1-xFexS稀磁半导体结构的影响，研究发现Fe这种典型的过渡族金属，可通过价态变化实现Cd1-xFexS半导体的受主掺杂，这一结果为Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体的p型掺杂提供了一个新思路。　　 2、在Al2O3，GaAs和Si等半导体衬底上，生长了单一取向(001)的高质量α-FeSe薄膜。磁学测量表明偏离化学计量比的α-FeSe是一种居里温度高于室温的铁磁性材料，并且其磁学性能强烈的依赖于生长参数；电学测量发现随着温度的升高，样品的电导类型可以由n型反转为p型，这为在同一种材料中实现电子或空穴的自旋注入提供了可能；此外研究了FeSe薄膜的反常Hall效应及其对电学测量的影响。　　 3、论述了生长参数对FeSe薄膜结构、能带、电学及磁学性质的影响，通过对能带结构的理论计算并结合材料光学电学性质的分析，明确了α及β-FeSe的磁性来源、双载流子传输机理，并首次判定了FeSe的金属属性。　　 4、在Al2O3及GaAs衬底上制备了FeSe/ZnSe及Fe/ZnSe铁磁/半导体异质结构，并实现了FeSe/ZnSe/Fe磁隧穿结原理型器件，最高获得得到了室温5.5％的隧穿磁电阻；至今，基于FeSe为铁磁电极制备的铁磁/半导体(FeSe/ZnSe/Fe)磁异质结构生长和实现磁电阻的结果还未见其它报道。