在凝聚态物理中,层状磁性系统的研究特别聚焦在人工纳米结构材料上,比如超晶格和多层膜系统,因为这种材料中蕴涵着丰富的物理内容和具有广阔的应用前景.还可以通过研究二维磁性系统和磁性超晶格去理解高温超导的机制.该文中我们应用线性自旋波理论、格林函数技术和海森堡模型,研究了三子晶格和四子晶格、三至六层超晶格及三层系统的磁性质.我们发现了两个新的量子效应.对于多层亚铁磁体超晶格,当反铁磁性交换耦合和自旋量子数改变时,系统的量子波动的变化有一个极值.用沿着某一方向的自旋磁矩偏差之和作为衡量系统的量子波动强弱的参数,用量子竞争的观点来解释系统的量子波动与层间交换耦合函数关系的极小值——这个新的量子现象.定义了磁性结构对称性概念,用这个概念解释了多层亚铁磁体超晶格中不同自旋组态具有不同的系统量子波动、系统的量子波动与子层自旋量子数的对应曲线中的极大值——这个新的量子现象.最后得出磁性超晶格的磁性结构对称性越高其系统的量子波动越强的结论.在第二章中,我们研究了具有不同的交换系数的三子晶格亚铁磁体和铁磁体海森堡模型系统的子晶格磁矩、内能和比热与温度的依赖关系.第三章研究了在四子晶格亚铁磁体系统中的零温量子波动.第四章研究了包含三个不同的铁磁材料,层间耦合为铁磁或反铁磁的超晶格及相应的二维三层系统的物理性质.第五章计算了四层海森堡亚铁磁体超晶格系统的子晶格磁矩和量子波动.第六章研究了包含五个和六个不同的铁磁材料,层间耦合为铁磁或反铁磁的超晶格系统的能谱及磁性质.