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近年来，磁电阻效应因其重要的理论价值和广阔的商业应用前景而得到广泛的研究。高自旋极化氧化物具有接近l00％的自旋极化率，由这类材料构成的异质结构中表现出极大的磁电阻效应，而半金属颗粒复合体系中就是这类异质结构的典型代表。实验发现，该类材料的磁输运性质受到材料构性、颗粒分布等因素的明显影响，且在逾渗阈值附近观察到显著的磁电阻增强效应。探究高自旋极化氧化物体系逾渗增强磁电阻效应不仅具有理论上的学术价值，同时也为实际应用提供可行方案。本文中我们利用网络模拟的方法，对描述高自旋极化氧化物的输运网络的逾渗行为进行系统研究，探讨在网络中有效增强磁电阻的方法。主要工作如下：
我们编写了能在一定程度上处理criticalslowingdown(CSD)现象的无规电导网络模拟算法。电阻网络的模拟中，由于CSD现象普通的kirchho瓞代在渗流阈值时失效。而宽分布型电阻网络模拟中普通算法的失效实际上也是一种逾渗体系的CSD现象。在这种电阻网络中，即使没有不同材料的复合，也会由于电导的宽分布导致电流向部分较大电导集中，形成类似逾渗临界点附近的通道结构。为了处理这种内禀的逾渗结构，我们借鉴了其他专用于解决二元电阻网络逾渗行为的算法，通过先提取宽分布电导网络中的backbone，所得系数矩阵以row-indexedcompactstorage进行储存，并采用biconjugatedgradientmethod求解，从而大大提高了运算的速度和精度，使宽分布下自旋极化输运网络的模拟成为可能。由于充分考虑了电阻网络的逾渗特点，这种算法不仅可用于电导宽分布引起的内禀逾渗，也可用来计算复合材料中多相共存时的逾渗现象。我们在后来的工作中采用该算法计算了几种不同逾渗机制的自旋极化输运网络，得到了较好的结果。
系统讨论了不同逾渗机制下磁电阻的增强行为。半金属磁性氧化物与其他绝缘材料复合而成的体系可以简单描述为具有磁电阻效应的金属键和绝缘键构成的二元无规电阻网络。实验上观察到此类材料在逾渗点处发生显著的磁电阻增强效应。通过网络模拟得到与实验现象趋势一致的结果，证明在这种机制下，逾渗通道的准一维性确实有利于磁电阻的增强：磁电阻MR从纯金属键时的56％上升到阈值附近的83％。然而，在宽分布电导网络的内禀逾渗机制下，采用网络模拟和理论分析，对这种宽分布自旋极化输运网络的磁输运性质进行了详细的研究。令人惊讶的是，当网络中只存在单种磁输运机制时，电流局域化导致的逾渗通道只会令网络磁电阻稍有增强。当自旋极化率达到100％时，相应的磁电阻仅从56％t-_升到61％左右。网络模拟和理论计算对此都获得了一致的结果。这一结论说明，原先普遍假定的准一维逾越通道必定会大幅度增强磁电阻效应并不适用于此机制下的材料磁输运行为。我们提出，这种磁电阻的抑制现象来源于宽分布电导网络逾渗通道的可变性。由于该网络中逾渗通道的形成取决于电导的分布，而非普通机制下的材料复合，当磁场发生变化时，网络中电导分布随之变化，从而导致逾渗通道的改变。这种与磁场相关的逾渗现象与通道固定的普通逾渗有着本质的区别，它会严重的抵消逾渗结构的准一维性带来的磁电阻增强效应。
讨论了在高自旋极化氧化物颗粒复合体系中不同输运机制共同作用和相互竞争对磁电阻效应的影响。颗粒复合体系的磁电阻强烈依赖颗粒边界区域性质，所以也称为颗粒边界磁电阻。Hofener等人提出的三电流模型很好的说明了GBMR随温度的升高而迅速降低的实验现象，他们根据Glazman—Matveev的多步隧穿理论，认为弹性通道和非弹性通道中只有前者对磁电阻有贡献，随着温度的升高隧穿中的非弹性通道迅速增加从导致磁电阻的降低。简单的三电流模型仅仅适合于描述单个隧道结，而我们把它推广为可以描述实际颗粒体系的网络模型。模拟的网络体系的电导和磁电阻同时都能与实验结果符合的很好。不仅如此，我们发现在相同温度下，体系电导具有较宽分布时的磁电阻比起电导窄分布时明显增强。通过仔细的分析，我们认为这种增强是由体系中不同隧穿机制之间竞争的网络自优化行为导致的。当体系电导具有较宽分布，电流可以形成内禀渗流路径，由于弹性和非弹性通道之间竞争使得电流集中到那些具有较高磁电阻的隧道结上，这样整个网络的磁电阻得到了有效的增强。颗粒体系中的电导具有较宽的分布，网络自优化效应显著，特别是在有第二相加入时，这样合理的解释了实验观测到的大量逾渗增强磁电阻的现象。
以隧穿机制为主的颗粒复合体系中，材料的几何构形对输运性质有重要的影响。针对实验中采用的特定颗粒复合材料的构形(如Cr02-Ti02颗粒复合材料等)，我们研究了描述两相颗粒尺寸对比显著的复合材料的颗粒分离型隧穿模型中的磁输运行为。此类材料中逾渗通道由聚集在大颗粒表面的小颗粒问隧穿电导构成。这种STPM网络由一定数目的串联电导来代替二元分布中单个的导通键，从而可以形成满足非普适临界指数电导分布的网络构形。通过模拟，我们发现：对于STPM构形下的电阻网络，除了同样发现渗流可以明显增强磁电阻效应以外，其在远离临界点时也比普通二元分布下的磁电阻要高，特别的，在具有非普适临界指数t的构形下，由于远离临界点而导致磁电阻的衰减变化要小的多。STPM网络在整个浓度范围内的磁电阻增强效应主要来源于由于小颗粒的聚集而导致的通道准一维性的加强。在具有非普适临界指数t的构形下，电阻也具有极宽的分布，宽分布电阻网络逾渗通道的可变性又在一定范围内抑制了磁电阻由于导通键浓度减少而引起的磁电阻增强。