磁电输运性质是材料的重要物理特性之一。1988年,人们在磁性多层膜材料中发现了巨磁阻效应(Giant magnetoresistance,GMR),并在在磁存储设备上获得广泛应用。随着对拓扑量子材料(包括拓扑绝缘体、狄拉克/外尔半金属、狄拉克节线半金属等等)的研究不断深入,在这些材料中显示出的巨大磁阻效应引起了人们极大兴趣。澄清这些材料中巨大磁性效应的物理根源不仅丰富了凝聚态物理的研究,在应用上也将为寻找具有优越磁阻效应的材料提供物理指导。本文主要立足于单载流子/双载流子模型,探讨了在不同近似条件下,双载流子模型可以预测出的磁电输运现象以及对应的物理含义。并将该理论结合量子力学第一性原理能带计算用于解释Cu2TlTe2/Se2、ZrSiS、HfTe5和MoTe2单晶材料的磁电输运实验数据。针对不同材料所表现出的磁电输运性质给出了统一的解释,得到如下结论:1)Cu2TlSe2是以空穴为载流子的金属,Cu2TlTe2由于导带和价带有部分交叠,Cu2+离子引入的电子掺杂使得Cu2TlTe2在低温下成为一个电子-空穴共存的半金属。2)电子浓度与空穴浓度接近与高迁移率使得ZrSiS具有巨大的磁阻效应;费米面存在的开轨道造成了巨大的各向异性磁阻。3)HfTe5是一种窄带隙半导体,电子/空穴载流子浓度变化使得其温度电阻曲线上出现一个电阻峰值。我们可以通过改变Te缺陷浓度,影响载流子性质。从而使电阻的极大值在50-90 K的温度范围内移动;同时也可以利用电子空穴共存来获得超过30000%的巨大磁阻效应。4)在MoTe2体系中利用载流子模型与量子震荡分析结果一致。证明电子、空穴在该材料中共存。由于其迁移率约为103cm2/(V·s),其磁阻仅有1000%。这一结果显示高迁移率(>105 cm2/(V·s))对巨大的磁电阻效应至关重要。以上结合单载流子/双载流子输运模型和电子能带结构计算对一系列单晶材料的磁电输运性质的研究,对于深入理解拓扑量子材料的物性有一定的意义,对于应用上提高材料的输运性质也具有一定的借鉴意义。