自旋电子学强调的是电子的自旋属性及其对器件电荷输运性质的调控，涉及自旋极化的产生、输运和探测。　　本论文先从应用的角度出发，提出一种传感器设计方案，利用人工反铁磁发生spin flop时电阻值的迅速变化可以对磁性颗粒的杂散场进行探测，从而达到间接测量生物标记分子数量的目的。接着系统地研究了磁性薄膜中的各向异性磁电阻效应，发现到目前为止在不同系统中发现的各种磁电阻关系，包括各向同性近似、几何尺寸效应下和有界面效应的各向异性磁电阻关系以及近年来发现的自旋霍尔磁电阻，都可以在单层Fe薄膜中重现。我们将这种现象归结于薄膜厚度、织构、界面和形貌因素的竞争结果。这一发现证明之前对薄膜磁电阻关系的解释是不完全的，此外不能够利用某一种磁电阻角度依赖关系作为判断各向异性磁电阻起源或自旋霍尔磁电阻存在的唯一依据。论文的最后，我们通过研究Au-Cu合金薄膜的逆自旋霍尔效应发现原子无序散射能显著提高材料的自旋霍尔角，实验发现Au0.6Cu0.4的自旋霍尔角为0.011，几乎可以与Pt相比，在输运性质中没有观察到AHE和自旋霍尔AHE的信号，证明了在YIG/Au-Cu体系中不存在磁近邻效应。这些都说明AuCu是一种理想的纯自旋流材料。