自旋电子学是最近几年在凝聚态物理中发展起来的新学科分支，它研究在固体中自旋自由度的有效控制和操纵，比如在金属和半导体中自旋极化、自旋动力学、自旋输运和自旋检测。我们都知道，电子除了具有电荷的属性外，还具有内禀自旋角动量，在外磁场中，不仅受洛仑兹力的作用，还通过内禀磁矩和外场发生耦合.将自旋自由度引入半导体器件中，用电荷和自旋共同作为信息的载体，将会发展出新一代的器件.自旋电子器件(Spintronics)。与传统的电子器件相比，自旋电子器件具有稳定性好、数据处理速度更快、降低功率损耗以及集成密度高等优点。其中一类器件，自旋晶体管，自从1990年，S.Datta和B.Das首次提出其原型之后，得到了世界上很多科研小组的重视。很多关于自旋晶体管的文章发表出来，其中包括自旋注入，自旋输运等等。然而由于工艺、及自旋注入效率不高的原因，自旋晶体管的研究还是以理论研究为主。 本文建立了适合于研究自旋晶体管性能的蒙特卡罗模拟器。利用此模拟器，首先研究了自旋极化矢在二维量子阱中的输运，进而研究了自旋极化矢在自旋晶体管中的输运。自旋弛豫机制有多种，但在自旋晶体管中，由于沟道材料是Ⅲ-Ⅴ化合物，DP(Dyakonov-Perel’)机制是最主要的。DP机制是与散射密切相关的。故在本文中引入了薛定谔.泊松自洽求解来计算二维电子气的各子带包洛波函数。利用包洛波函数来严格求解自旋进动矢和二维散射率。对于简单的二维量子阱，研究了自旋输运与初始注入自旋极化矢方向，与电场强度，与子带个数的依赖关系。在自旋晶体管中，进一步研究了自旋输运与沟道材料，源漏材料的依赖关系。在此基础上，我们提出了不同材料特性下自旋晶体管的设计原则。 1.自旋晶体管可以设计成两种，一种是由源漏控制的，一种是由栅压控制的，两种晶体管需要用到不同的源漏材料和沟道材料。 2.对于禁带宽度比较大的Ⅲ-Ⅴ化合物，如GaAs，需设计成源漏控制的，源漏材料需要用到半金属材料。对于禁带宽度比较小的Ⅲ-Ⅴ化合物，如InSb，需要设计成栅压控制的，源漏材料用一般的铁磁金属或稀磁半导体都可以。