3d过渡金属元素的二元氧化物和氮化物，由于电荷、轨道、自旋和晶体场等多种属性之间的相互耦合而具有铁磁性、反铁磁性、半金属性、莫特绝缘性、导电性、超导电性等很多突出的物理性质，受到人们广泛的关注。但是某些高质量3d过渡金属氧化物和氮化物材料薄膜的获得并不是很容易，特别是由于氮气的惰性，以及3d过渡金属氮化物大多是间充型化合物的特点，关于3d过渡金属氮化物外延薄膜的报道并不多见。薄膜材料是理论研究和实际应用的一个重要基础，薄膜的室温和低温外延生长不仅可避免不同材料层间的扩散，而且能减少由于高温热处理引起薄膜质量的退变。本论文在探索3d过渡金属氧化物和氮化物薄膜室温与低温外延生长的基础上，对所制备薄膜材料的结构、电学和磁学等特性进行研究。主要取得了如下研究成果:　　一、3d过渡金属氧化物的室温外延生长及物性研究。　　1.首次在室温下，用激光分子束外延技术原子尺度控制地层状外延生长出2、5、7、8、10、20、40、100和200原胞层厚度的Fe3O4薄膜。薄膜的表面达到原子尺度的光滑，均方根粗糙度在2×2μm2范围内均小于2(A)。电学和磁学测量结果表明，室温外延生长的Fe3O4薄膜保持了其体材的基本物理性质，5个原胞层的Fe3O4薄膜仍具有铁磁性。利用反相畴界(APBs)随薄膜厚度的变化规律合理地解释了薄膜的电学和磁学性质强烈依赖于薄膜厚度的特性。　　2.首次室温外延生长出V2O3薄膜。厚度为10nm和35nm的V2O3薄膜在2×2μm2范围内的均方根粗糙度分别为0.11nm和0.28nm，达到原子级光滑。V2O3薄膜在135K附近发生金属-绝缘体转变，其室温电阻率分别为0.8mΩ cm和0.5mΩ cm。　　3.室温外延生长出CoO、Co3O4、Fe2O3等过渡金属氧化物薄膜，RHEED和XRD测量结果表明这些薄膜材料均具有很好的外延特性。　　二、3d过渡金属氮化物的低温外延生长及物性研究。　　1.首次制备出岩盐型结构CoN外延薄膜，生长温度为370℃，衬底为SrTiO3(100)、α-Al2O3(0001)和MgO(100)等基片。磁测量结果表明，外延生长的CoN薄膜具有明显的反铁磁性，尼尔温度在310K附近。　　2.在SrTiO3(100)基片上外延生长出ε-Fe3N(111)薄膜，生长温度为350℃。在5×5μm2范围内的表面均方根粗糙度为0.25nm。磁测量结果证实它具有典型的铁磁性，饱和磁化强度达到905emu/cm3，并且具有明显的磁各向异性。　　3.在SrTiO3(100)和α-Al2O3(0001)基片上外延生长出VN薄膜，生长温度为400℃。它们的表面均方根粗糙度分别为0.189nm和0.219nm。VN薄膜呈现金属导电性，其室温电阻率分别约为125μΩ cm和105μΩ cm。　　4.在α-Al2O3(0001)基片上外延生长出CrN薄膜，生长温度为300℃。CrN薄膜表现出半导体特性，室温电阻率为0.2Ω cm。