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在很久以前人们就知道电子有电荷和自旋两种自由度，但是在上个世纪以前人们所用的电子仪器和设备都是利用电子的电荷特性来设计制造的，几乎没有利用自旋特性制造的电子器件。随着实验技术的进一步发展，各种关于自旋的新的现象逐渐被发现，比如说巨磁电阻效应(GMR)、隧道磁致电阻效应(TMR)等。人们就希望利用这些新的现象来设计制造一些新的器件，从而一门新的学科逐步形成和发展起来就是自旋电子学。通过对自旋电子学的研究，人们希望在理论上解决一些基本的问题，比如有效的自旋注入、输运、控制和操作等。
本文的第一部分绪论中，将简要的介绍一下隧道磁致电阻的现象以及其产生的机制；以及自旋的注入效率和产生自旋注入的几种方式。在本章中还将介绍研究隧道磁致电阻和自旋注入的两种基本的方法：隧道哈密顿法和量子力学散射方法，比较一下这两种方法各自的优缺点。
第二章中将研究铁磁金属到非磁性半导体(FM/I/SM)的自旋注入效率的检测问题，在本章的所用的是量子力学散射方法。为了研究FM/I/SM单结的自旋注入效率，将引进一个与它完全一样的单结SM/I/FM从而组成一个FM/I/SM/I/FM双结系统。利用量子力学散射方法计算可以得到在小电压和顺序隧穿的时候，单结自旋注入效率η和双结隧道磁致电阻(TMR)α的关系为α=η2。在共振隧穿区域时，TMR将随着中间层SM的厚度变化呈现出振荡行为，而α/η2也将在1附近振荡。希望能够把这种现象应用到注入效率的测量中去。
第三章是用隧道哈密顿方法来讨论稀磁性半导体(DMS)到非磁性半导体的自旋注入随着温度的变化情况。在本章中首先介绍DMS的基本的物理图像以及如何来描述DMS；其次用隧道哈密顿的方法得到系统的自旋注入效率随与温度和巡游空穴浓度之间的关系，同时给出了数值计算的结果。