自旋电子学是一门新兴的学科，利用电子自旋自由度制造的器件，与传统的半导体器件相比，有着非易失性、数据处理速度快、能量消耗低和集成密度高等优点，从而给现有的电子业带来革命性的变化。未来的自旋电子器件是要利用半导体及其量子阱结构材料中的电子自旋自由度的偏振态作为信息载体和逻辑位，实现量子计算。因而，首先要解决的基本问题是如何实现半导体中电子自旋的极化或注入。其次，要了解电子自旋极化的寿命，本文以GaAs量子阱及体材料为研究对象，从理论和实验两个角度分析了室温下电子自旋极化弛豫过程及其机理，主要成果概述如下： (1)运用电子自旋依赖的飞秒抽运探测技术研究了室温下GaAs/A1GaAs多量子阱中电子自旋极化弛豫与动量弛豫及载流子浓度的关系。在实验中观察到自旋弛豫时间随浓度的增加而增加的变化趋势。依据载流子浓度对动量散射的非线性作用理论，得出自旋弛豫时间随动量弛豫时间的变化规律，在DP机制的框架内很好地拟合并解释了实验结果。这是首次定量的分析了GaAs量子阱中的电子自旋极化弛豫与动量弛豫及载流子浓度的关系，对认识和应用量子阱中电子自旋的注入和弛豫特性具有重要参考价值。 (2)首次在实验上测量了室温下中心反演对称性缺失的GaAs体材料在不同载流子浓度下的自旋弛豫时间t。。实验测得τ。随载流子浓度N的增加而减少，通过拟合实验数据得出τs∝N-1/2，这种情况与上述GaAs量子阱的情况不同，但与体材料中依据DP自旋弛豫机理导出的关系相符。这一结果说明，材料结构的改变，载流子浓度对电子动量弛豫的影响情况亦不同。在体材料三维条件下，屏蔽效应随载流子浓度增加而增强，动量弛豫时间增长导致τs减小。 (3)进一步研究了GaAs体材料自旋弛豫时间对电子过超能量的依赖关系。实验观测到自旋弛豫时间随电子过超能量的增加而减少。另外，实验还观测到瞬态透射谱出现“反饱和吸收”的现象，这是带隙重整化效应引起的。自旋弛豫时间对电子过超能量依赖关系的研究为基于自旋弛豫光开关器件的研制提供了参考，也提供了一种获得最佳的自旋特性的依据。 总之，本论文阐述的自旋偏振弛豫的理论和实验研究，对了解影响自旋寿命的因素，探索延长自旋寿命以及控制自旋极化态的途径，以及对自旋电子器件的研发提供了很有价值的研究资料。