自旋电子学,是以电子的量子自由度（自旋）为主要研究对象,以凝聚态物质中的自旋输运现象为主要研究内容的一个新兴领域。1988年巨磁阻效应的发现被认为是自旋电子学的开端。M.N.Baibich等人把这种巨磁阻效应归因于通过Cr层和Fe层之间传导电子的自旋传输。由此衍生出的自旋电子器件如自旋阀、磁隧道结等也得到了蓬勃发展,被广泛应用于非易失性磁存储器,高精度传感器,生物感知探测等领域。虽然自旋电子学建立不久即在电子信息领域中已显示出了巨大的应用潜力,然而以自旋为手段探究材料性质的相关领域却鲜有涉猎。因此本课题以自旋散射相关效应为手段,从自旋与材料特性间相互作用角度对不同材料的物性进行了系统的探究,主要研究内容及结论如下:（1）利用与自旋散射相关的反常霍尔效应研究因瓦效应的机理。通过与纯金属Fe、Ni的反常霍尔效应进行对比发现,因瓦合金的反常霍尔电阻率随温度升高表现出非单调的特性。当因瓦合金的热膨胀发生异常时,能带结构导致的本征与外部散射导致的非本征反常霍尔电阻率均偏离了原本的趋势。我们将其归因于因瓦合金反常霍尔效应中的本征与非本征贡献同时变化。基于此我们认为,Weiss提出的高自旋-低自旋转变这种纯电子相变理论不足以解释因瓦效应的机理,用伴随纳米畴的形成和长大的微结构相变理论解释更合适,这也可以从正常霍尔效应的分析得到佐证。（2）导电氧化物中的逆自旋霍尔效应。利用射频磁控溅射系统由烧结氧化铋陶瓷靶制备了不同厚度的Bi2O3薄膜,构建了坡莫合金（Py）/Bi2O3的双层自旋泵浦器件。首先在Bi2O3薄膜中观测并确认了逆自旋霍尔效应对应的电压信号。通过对Bi2O3薄膜厚度与信号强度的系统分析,确认该信号与逆自旋霍尔效应、自旋泵浦效应的等效电路模型预测相符。并定量地给出了Bi2O3薄膜的自旋霍尔角θSHE为0.007和自旋扩散长λ为6.5 nm。本研究从自旋散射角度出发,以自旋电子学相关的物理效应为手段,成功地研究了因瓦合金低膨胀特性的机理,也观测到了导电氧化铋体系中的逆自旋霍尔效应并得到其自旋霍尔角和自旋扩散长。本研究将自旋电子学引入材料学研究,一方面拓展了自旋电子材料的应用空间,提出和确认了新的材料学研究手段,同时也为自旋电子学发展和自旋电子器件的设计和应用拓展了思路,提供了数据支撑。