本文以金属微纳结构中等离子体模式为基础，研究了磁性半导体以及石墨烯中等离子体模式的特性。重点分析了如何利用外部代理（磁场、电场等）有效的调节磁性半导体以及石墨烯中等离子体模式，从而为实现基于磁性半导体以及石墨烯的有源等离子体器件提供理论基础。利用该理论基础我们分别给出了磁性半导体材料在有源滤波器方面的应用以及石墨烯在光子空间分辨和折射率传感器方面的应用。同时我们还利用标准的半导体加工技术完成了对石墨烯的微纳加工。本文具体研究内容及成果总结如下:　　(1)为了阐明磁场对磁性半导体材料中等离子模式的调节作用，我们详尽的推导了各向异性材料三层平板波导基本理论。该理论可以有效的推广到基于磁光效应、电光效应等各向异性材料的器件设计。利用该理论我们设计了基于磁性半导体-电介质-磁性半导体(SIS)结构的布拉格光栅滤波器。解析和数值的理论分析表明，带有缺陷的布拉格光栅波导能够实现高品质因子滤波。我们提出了有效的模型能够精确的预测带有缺陷的布拉格光栅波导的中心波长，并用数值的方法进行了验证和分析。　　此外，我们重点研究了外加磁场对布拉格光栅波导滤波特性的影响。理论计算表明，相比于无外加磁场的情形，当施加1T的横向磁场时，滤波器所滤电磁波频率（波长）发生高达157.5 GHz（58.2μm）的改变。从而突破传统SPP滤波器的滤波特性只受器件结构尺寸的影响，实现了有源可调谐的等离子体滤波器。　　(2)数值和理论研究了带状石墨烯阵列中等离子体模式。基于有限元(FEM)算法的数值计算表明当用TM偏振的电磁波照射带状石墨烯阵列时，会在石墨烯带中激发一系列多极等离子体共振。多极等离子体共振的频率只与石墨烯带宽度及惨杂浓度相关。多极等离子共振具有可调谐、角度不相关等特性。此外，当带状石墨烯阵列中引入几组不同的带状石墨烯时，该带状石墨烯阵列会表现出多色衍射响应。同时我们还给出了带状石墨烯在电磁场的空间分辨方面的应用。　　(3)数值和理论研究了环状石墨烯阵列中的等离子体模式。提出了一个能有效预测等离子体模式共振波长的模型。为环状石墨烯器件设计提供理论基础。同时我们还研究了环状石墨烯阵列在折射率传感器方面的应用。该折射率传感器具有偏振和角度不相关的特性，同时具有大的可调谐的探测范围，极大的方便了其在实际探测的应用。对于折射率为1附近的折射率探测，其探测灵敏度高达9.59μm/RIU，此时的品质因子FOM为5.82。此外，由于同轴双环石墨烯阵列内外环中等离子体耦合较弱，当在阵列的每个组成单元中引入多个石墨烯环时，该结构可实现多通道的折射率传感。