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电子同时具有自旋和电荷两种属性,而传统微电子学器件的功能设计主要基于电荷,忽略了电子的自旋自由度。利用电子的自旋属性,有可能获得操控更方便、处理速度更快、更强大的新一代微电子器件。例如,利用电子的自旋属性可实现退相干时间长、能耗更低等优点。因此,研究和发展自旋电子学材料及自旋相关器件,不仅在过去也是今后相当长时间内的国际研究热点和重要领域之一。从材料体系的角度,磁性半导体材料同时具有半导体材料和磁性材料的性质。目前磁性半导体中最典型的为Mn掺GaAs,但是它的居里温度（180K）远远低于室温,制约着其在自旋电子学中的应用。所以,寻找一种居里温度高于室温的材料成为自旋电子学研究的目标之一。理论计算和大量的实验工作表明,ZnO、TiO2等氧化物磁性半导体的居里温度高于300K。从器件应用的角度,传统电子学器件的工作是基于Si等半导体的电子输运特性,体现的是半导体中电子的电荷自由度。而自旋电子学器件,包括巨磁电阻磁头和磁性存储器件,不但涉及电子电荷特性,还需要操控电子的自旋自由度。这对自旋电子学器件提出了更高集成度和更加快速的要求,而利用电场对于材料磁性的调控是实现这种要求的方法之一。在这篇文章中,我们将研究外加栅极电压对于Co掺杂ZnO磁性半导体中的自旋相关输运特性调控,包括电场调控的电阻变化和反常霍尔效应。对于实现下一代的新型自旋电子学器件具有重要的应用价值。论文的主要内容如下:1.我们利用分子束外延的方法在Al2O3（0001）衬底上生长具有单晶结构的Co掺ZnO外延薄膜,并研究了其晶体结构和磁性。我们通过REED图像以及XRD扫描发现样品具有较好的单晶结构并且具有室温铁磁性。2.ZnCoO薄膜的电输运特性测量采用标准的hall bar结构以及栅极电极,采用紫外光曝光的微加工工艺流程。3.利用离子液体作为栅极材料,可以极大的提高偏压的击穿电场,从而在更宽的电场范围内,研究对ZnCoO磁性半导体的载流子浓度调控,电阻调控以及自旋相关的反常霍尔效应调控。