自旋电子学领域最近引起了极大的关注,因为它能够在缩小技术规模的同时,解决当前电子电路中功率耗散增加的问题。基于自旋电子学的结构利用电子的自旋自由度,使其具有零待机泄漏、低功耗、良好的读写性能、非易失性,以及与当前基于CMOS技术的电子电路易于三维集成的特点。所有这些优势推动了在存储单元中使用自旋电子器件的积极研究活动,也改变了未来内存中处理架构的概念。本文对用于新型磁随机存储器（magnetic random access memory,MRAM）的自旋轨道力矩（spin orbit torque,SOT）效应进行探索,着重研究了自旋轨道力矩器件的制备工艺和测试方法,并探索用于自旋轨道力矩器件巨自旋霍尔材料。首先,从SOT的基本理论出发,理解了SOT引起的磁化动力学、SOT的微观来源以及SOT的测试方法。SOT就是自旋电流与磁化矢量之间角动量的传递。而自旋流的产生来源于两种物理机制:非磁性层的自旋霍尔效应和非磁性层/磁性层界面的逆自旋电偶效应。其次,通过推导谐波霍尔电压分析法测试器件自旋轨道力矩大小的理论公式,搭建了二次谐波霍尔电压测试系统,并研究了具有垂直各向异性的SOT器件的制备工艺,通过测试出的二次谐波霍尔电压曲线与理论公式的比较,验证的测试系统的正确性。最后,研究了用于SOT-MRAM的自旋霍尔材料,通过磁控溅射镀膜系统制备了具有巨大自旋霍效应的新型Pt1-x（TiO2）x纳米复合材料,并通过自旋泵浦效应和逆自旋霍尔效应评估了Pt1-x（TiO2）x的自旋霍尔角,最终得到的自旋霍尔角可以达到1.6,相对于纯Pt提高了一个数量级。通过二次谐波霍尔电压法和电流诱导的磁化翻转测试研究了Pt1-x（TiO2）x纳米复合材料在Pt1-x（TiO2）x/Co/Pt器件中SOT效应。二次谐波霍尔电压测试结果与自旋霍尔角评估的结果一致,并且Pt0.94（TiO2）0.06/Co/Pt的临界磁化翻转电流密度低至2.5×10~6A/cm~2,相对于纯Pt降低了一个数量级。巨大的自旋霍尔角、低的电阻率以及与半导体工艺良好的兼容使Pt1-x（TiO2）x在SOT-MRAM器件上有良好应用前景。之后通过自旋霍尔效应外禀机制的物理公式分析了Pt1-x（TiO2）x中巨大自旋霍尔效应的来源,Pt1-x（TiO2）x中巨大的自旋霍尔效应来源于Pt中TiO2杂质引起的侧跳机制的增强。