2012年Vogt等人用分子外延方法在Ag(111)衬底上生长出硅烯薄膜，其类似石墨烯的二维结构和新奇的物理性质，引起了科学家们的广泛关注。由于曲翘结构的存在硅烯系统具有相对较大的自旋轨道耦合强度，使得硅烯有望实现拓扑绝缘体，并且成为未来自旋电子器件的理想材料。　　本文主要介绍了硅烯实验和理论上的研究进展，基于硅烯新奇的物理性质通过数值计算分析了自旋分离器件的自旋输运性质，并且对结果进行了系统的讨论。内容如下：第一章主要介绍了二维硅烯材料实验上的合成进展以及理论上关于硅烯几何结构和相关物理特性的计算结果。通过对硅烯结构的对称性分析以及基于密度泛函理论的第一性计算给出了描述硅烯性质的低能四带有效哈密顿量，用紧束缚方法研究了硅烯不同状态下的能带结构。由于硅烯材料的曲翘结构，可以通过对外加电场强度的控制来实现硅烯不同的电子结构，从而可以控制硅烯的不同物质状态之间的相变。第二章主要是从弱散射电导的Drude公式出发，推导出经典输运的弱散射理论的局限条件，从而引出关于无序体系的Anderson局域化理论。进一步从无序模型出发介绍了Anderson局域化的条件。然后介绍了Anderson相变，随机无序，跃迁无序以及Anderson拓扑绝缘体的一些研究进展。第三章内容是基于硅烯新奇的物理性质通过数值计算分析了自旋分离器件的自旋输运性质，并且对结果进行了系统的讨论。