本文对晶体材料中过渡金属激活离子的磁相互作用与微观自旋哈密顿参量做了系统的研究。主要内容与结果如下:（1）对晶体材料中过渡金属离子的磁相互作用与微观自旋哈密顿理论的理论背景进行综述与评价。这些包括三个方面,（i）SO、SS、SOO以及OO磁相互作用的理论背景;（ii）晶体场理论的理论背景;（iii）自旋哈密顿参量获得的两个基本途径,即:微扰理论方法（PTM）与完全对角化方法（CDM）。（2）在中间晶场耦合图像下,建立了轴对称晶场下（包括三角晶场与四角晶场）的完全能量矩阵。能量矩阵的建立中,采用了两种不同的基函数,一种是球对称群（SO（3））对应的自由离子不可约表示基函数,另外一种是轴对称基函数（包括三角基与四角基）。在能量矩阵中,除了包括人们通常考虑的SO （Spin-Orbit）磁相互作用外,我们还首次考虑了以前被人们普遍忽略的SS （Spin-Spin）、SOO（Spin-Other-Orbit）以及OO （Orbit-Orbit）磁相互作用。利用CDM方法发展了3d^N（N = 2-8）离子在轴对称晶场中的全组态自旋哈密顿理论。使用Visual Basic语言发展了CFA/MSH （Crystal Field Analysis/Microscopic Spin Hmailtonian）计算机程序与CDM/MSH （Complete Diagonalization Method /Microscopic Spin Hmailtonian）系列程序。CFA/MSH程序以球对称群对应自由离子不可约表示基函数为基,它是在Yeung与Rudowicz早期发展的CFA程序基础上发展起来的。CDM/MSH系列程序则是以四角基与三角基为基,它是基于我们早期利用Fortran语言针对3d^3/7离子发展CDM程序发展起来的。研究表明,如果考虑3d^N离子所有微观态,当输入相同参量时,CFA/MSH程序与CDM/MSH系列程序给出了完全相同的结果。CFA/MSH程序或者CDM/MSH系列程序不仅能够使我们获得掺杂晶体中3d^N离子的精细能级分裂与对应的全组态混合本征矢,而且能够获得体系的SH（Spin-Hamiltonian）参量。此外,CFA/MSH程序还能被用来研究由于畸变角引起的低对称效应。由于SH参量随晶体结构的微变非常敏感,因此,本文的理论方法为研究晶体结构微变、缺陷、相变以及高压行为等提供了一条有效途径。（3）首次考虑了以前被人们普遍忽略的SS、SOO磁相互作用,基于CDM研究了三角对称下³A₂(3d^2/8)与⁴A₂（3d³）态离子以及四角对称下⁴B₁（3d³）态离子SH参量的微观起源。研究表明:自旋哈密顿参量起源于四种机制,即:（i）SO耦合