低维受限系统的磁性研究是目前凝聚态物理研究中最为活跃的方向之一。过渡金属纳米团簇是研究单原子磁性和电子结构到块状金属演变的理想体系。自由过渡金属原子拥有大的自旋和轨道磁矩，但电子的退局域化和晶场效应导致自旋磁矩的减小和轨道磁矩的淬灭。最近理论计算和实验表明在Pt(111)单晶衬底上利用超高真空沉积的Co原子和颗粒具有非常大的磁各向异性。深入研究低维系统的磁各向异性和磁矩增强效应，不断可加深对磁性物理的理解，也可为数字存储的微型化提供理论基础。本项研究拟利用分子束外延技术在非磁性金属、半导体和绝缘体等单晶衬底上生长具有完美纳米结构的磁性金属Fe，Co和Mn等量子点和具有一定尺寸的纳米团簇，通过原位结构与磁性表征技术和原位穆斯堡尔谱研究，并结合电子结构计算，深入研究低维受限体系的磁矩和磁晶各向异性增强的物理机制。为探索新一代高性能永磁材料和超高记录密度介质提供理论指导和技术途径。