本文基于非平衡格林函数理论研究各种介观体系中的RKKY相互作用。全文共分五章,分别研究半导体量子线中的电控RKKY相互作用、拓扑绝缘体表面上的电控磁性以及石墨烯PN结上门电压控制的磁性。　　 第一章和第五章分别为绪论(自旋电子学和RKKY相互作用简介)和总结。　　 第二章应用格林函数理论研究了同时考虑Rashba和Dresselhaus两种自旋轨道耦合的准一维电子气,我们利用电场调节巡游电子的自旋轨道耦合参数,从而控制其自旋分布,并进而利用这些巡游电子通过RKKY间接相互作用机制来传递磁耦合,实现对磁杂质或局域自旋的电控制。我们具体分析了系统中RKKY相互作用对外加电场和材料晶向的依赖特性,提出这种特性可以被用来构建各种不同的自旋模型,并且实际构造了一个包含超相干量子比特的量子计算方案。　　 第三章继续前项研究所开辟的方向,本章中研究了最新发现的拓扑绝缘体材料(或反转能带半导体)中电控制的表面磁性。我们给出了三维拓扑绝缘体表面态上RKKY相互作用的严格的解析解。由于拓扑绝缘体上独特的自旋极化和手征特性,使得仅通过电场调节费米能就能实现对巡游狄拉克电子自旋分布的影响,从而最终实现电控制的磁相互作用。利用拓扑绝缘体表面态上的RKKY相互作用,我们可以构建各种不同于前项研究的模型。我们还研究了在这些模型下丰富的自旋构形和相应的反常霍尔效应以及自旋波激发。　　 第四章进一步把电控制的磁性研究扩展到石墨烯器件中。石墨烯材料具有迁移率高、系统的频率响应速度快等优点,我们把电控制的磁性机制推广到了石墨烯器件上,将对实际的自旋电子学器件的实现起到重要作用。RKKY相互作用在普通石墨烯上是难以被调控的,我们引入了偏转PN结的结构,十分漂亮地实现了电控制的磁性,并且可以通过门电压的大小和偏转角两个因素来调节,具有很高的可控性。