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磁性多层膜中的层间交换耦合作用在GMR与TMR领域有着非常重要的应用。如果可以使用电场来控制磁性多层膜的层间交换耦合作用,进而控制GMR或者TMR的高低阻态,无疑可以在提高稳定性的同时大幅度降低能耗。本论文研究了CoFeB/MgO/Py以及CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结的层间交换耦合作用。在磁性多层膜中,当非磁性层为绝缘体时,改变非磁性层的厚度,只会出现在某一临界值时由铁磁性耦合转变为反铁磁耦合或者由反铁磁耦合转变为铁磁性耦合的现象,并不会出现振荡型的交换耦合作用。但在本论文的研究中,对于CoFeB（8.4nm）/MgO（t）/Py（9.3nm）磁性隧道结,当MgO薄膜的厚度在0.34nm～0.45nm范围内时,增加MgO薄膜的厚度,出现了周期性的振荡耦合作用。这可能与CoFeB当中的反铁磁材料CoO有关。此外,保持CoFeB的厚度为8.4nm、MgO的厚度为0.39nm,而增加Py的厚度,同样出现了周期性的振荡耦合作用,其振荡耦合周期约为1.2nm。如果只改变CoFeB的厚度,则只有当CoFeB的厚度大约在8.40nm～8.96nm范围内时,才会出现铁磁性耦合作用。这可能与CoFeB以及Py的电子结构有关。如果MgO的厚度超过0.45nm,则只存在反铁磁耦合作用,增加MgO或者Py的厚度都不会出现铁磁性耦合。在CoFeB（3.36nm）/MgO（t）/CoFeB（4.2nm）磁性隧道结中,保持CoFeB的厚度不变,当MgO的厚度大于0.31nm时,层间交换耦合作用保持为反铁磁耦合。而在CoFeB（3.08nm）/MgO（0.39nm）/CoFeB（t）隧道结中,如果改变CoFeB的厚度,则可以观察到反铁磁耦合转变为铁磁性耦合,又从铁磁性耦合转变为反铁磁耦合的现象。此外,对反铁磁耦合的CoFeB（3.36nm）/MgO（0.31nm）/CoFeB（4.2nm）磁性隧道结施加垂直于膜面向下的电场,可以显著增强反铁磁耦合作用;相反,当施加一个反向电场时,可以减弱反铁磁耦合作用。