铁磁/非磁/铁磁三层膜结构中的自旋相关输运是目前"自旋电子学"器件研究的基础。理论和实验都指出了在铁磁/绝缘体/铁磁隧道结中单晶结构的重要，可以使磁电阻有很大的提高，因此对单晶绝缘体薄膜中自旋相关隧穿机制进行进一步的研究，对于"自旋电子学"器件的研制和发展有重要的科学意义和实际应用价值。我们将利用分子束外延技术制备单晶结构的铁磁/绝缘体/铁磁隧道结，利用表面分析技术和同步辐射技术等原位分析研究绝缘体薄膜的生长和结构以及它对衬底磁性层的磁性和电子结构的影响。我们将利用台阶表面和原子掺杂的方法研究绝缘体薄膜的表面缺陷和内部杂质和磁电阻效应的关联，同时研究磁电阻效应和纳米薄膜中的量子阱态的关联，并验证单晶绝缘体薄膜中是否存在自旋相干隧穿现象，从而发现提高和控制隧穿磁电阻效应的机制，并进一步理解相关体系中的自旋输运的内在机制。