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半导体自旋电子学一个重要的研究目标是通过操纵电子的自旋自由度，在下一代量子器件中实现信息的处理与存储。本论文主要采用时间分辨的Kerr旋转(TRKR)测量和微波调制霍尔输运测量等实验技术，研究了微波对GaAs基半导体中自旋相关过程的影响，利用微波延长了GaAs/Al0.35Ga0.65As二维电子气中电子自旋寿命，研究了GaMnAs中的价带巨塞曼分裂微波共振现象，这将有利于实现半导体自旋电子学的研究目标。
本论文分为八章。第一章介绍了自旋电子学的研究背景、发展历程、研究现状以及微波物理学在自旋电子学中的应用。第二章讲述了自旋电子学的基本概念、自旋动力学的基本理论和自旋相关的物理现象与物理过程。
第三章介绍了完成本论文实验研究的测试系统，包括时间分辨Kerr旋转测量系统、霍尔输运测量系统和与之相配合的微波测试系统，以及微波调制反射谱测量系统。此外还介绍了微弱物理信号的检测方法，以及材料的生长、分析设备。
在第四章中，我们利用TRKR测量技术，详细研究了高迁移率、低浓度二维电子气第一激发态电子的自旋寿命的磁场和温度依赖关系。电子自旋寿命随磁场强度的增加单调下降，与基态电子自旋寿命的磁场依赖关系相似，这是由电子g因子的非均匀分布所引起的电子自旋进动相位的弥散造成的。电子自旋寿命在36 K出现一个596 ps的峰值，这表明，在子带间电子—电子散射占主导地位的情况下，库仑散射对电子自旋弛豫过程也是非常重要的。
在第五章中，我们利用TRKR和微波调制△TRKR测量，研究了Ka波段微波对GaAs/Al0.35Ga065异质结的电子自旋动力学的影响。当微波频率接近电子的塞曼分裂时，二维电子气的电子自旋寿命能从745 ps增加到1213 ps。这是由于，微波增强了二维电子系统的电子散射，根据DP机制，电子散射导致的“运动致窄”效应会使电子自旋寿命延长。
在第六章中，我们利用微波调制的霍尔输运测量研究了GaMnAs价带巨塞曼分裂的微波共振。共振导致自旋极化空穴数量减少，从而使同时依赖于空穴自旋与Mn2+自旋的散射项减小，进而使霍尔电阻RH减小。通过确定△RH谷值对应的磁场强度，可以得到1.5 K下GaMnAs中空穴的有效g因子为249。
在第七章中，我们利用基于反射率测量的微波回旋共振技术研究了高迁移率GaAs/Al0.35Ga0.65As二维电子气在Ka波段微波辐照下的电子态性质。当微波交变电场垂直于样品表面时，m*为0.08m0，这是由于z方向的微波交变电场使电子在xy平而内动能增加，引起很强的能带非抛物线性。我们还通过调制反射谱研究了高迁移率二维电子气的等离激元振荡，得到等离激元振荡频率为Vp=110 MHz。
最后一章是结论。