随着介观物理的深入发展，越来越多的人着眼于电子特性中有巨大应用潜力的自旋特性。近些年来，由于纳米加工技术的长足进步，使得电子自旋的研究更上了一个新的台阶。因此电子自旋在介观系统输运过程中所扮演的角色也越来越受到大家的重视，基于自旋的磁性隧道结的研究已经成为凝聚态物理研究的重要领域之一。同时，超导电性自发现以来便一直备受关注。超导性和铁磁性的不相容性使得它们在大块材料中很难共存。近年来超导结中的邻近效应和反邻近效应引起了大家的兴趣。例如，Keizer等人最近在实验上发现的两边s波超导NbTiN，中间半金属铁磁(HMF) CrO2中长程约瑟夫森流现象。本文中运用四分量的BdG方程的方法，着重讨论了可以在半金属中传播的Cooper电子对的特殊配对方式，即在铁磁/超导(F/S)隧道结边界处发生反常Andreev反射形成自旋三重态配对的形成条件;以及当这样的反射发生时，我们该如何判别。另外，我们还提出了对BTK理论的修正，阐述了同自旋配对的三重态Andreev反射对实验上测量铁磁极化率的影响。另外一种我们在本文中研究到的介观系统中特有的物理现象，持续流现象。当在一个介观尺寸下的金属环中心通入磁通时，介观环中会有周期性的不耗散的持续流出现，在本文中我们研究了二维电子气和超导组成的介观环中的持续流现象，以及此系统中的竞争效应。主要包括以下内容:　　在第一章中，简要的介绍本文有关的实验和理论背景，处理问题的理论方法，以及文中所涉及的物理概念，包括超导体的特征，Cooper对及BCS理论，Andreev反射，Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论，二维电子气和Rashba自旋轨道互作用，介观环中的持续流等。　　在第二章中，我们利用四分量的Bogoliubov-de Gennes方程，研究了不同铁磁层的磁化夹角α下铁磁/铁磁/超导结的隧道谱，以及铁磁/二维电子气/超导结的隧道谱。在非共线铁磁/铁磁/超导结中，我们研究随着磁化夹角α的改变电导从α=0时的能隙内部无电导转变成α≠0能隙内部电导的双峰结构，该转变主要来源于反常Andreev反射过程，与普通Andreev反射过程不同，该过程中电子和空穴来于同一个自旋带。在该系统随着磁化夹角α的改变能隙内部电导的转变可以作为该系统中存在超导的自旋三重态关联的标志;接着，为了能够弄清楚在铁磁/s波超导界面发生自旋三重态的反常Andreev反射发生的原因，我们研究了铁磁/二维电子气/s波超导结系统，其中二维电子气部分存在自旋轨道互作用及一个外加的磁场。我们发现必须同时存在自旋翻转和时间反演对称性破缺，此两条条件缺一不可，否则系统中将不会发生自旋三重态配对。我们的研究为设计相应的实验来验证自旋三重态提供了理论协助。　　在第三章中，我们将第二章中介绍的系统推广到更普遍的情况下，令中间层的厚度为零，自旋翻转效应存在于铁磁/超导边界处。将BTK理论扩展以后运用到研究半金属铁磁/s波超导结的电导谱中去。利用四分量的BdG方程处理方法，我们得到，入射电子和反射孔穴在同一自旋子带的反常Andreev反射确实存在，在边界处也存在自旋三重态的电子对配对形式。同时我们预言了同自旋配对的反常Andreev反射的一种非常明显的现象——零偏压电导消失(ZBCV)以及能隙内部电导谱的V字型结构。众所周知，对于边界处不存在自旋翻转的半金属/s波超导结而言，能隙内部应为零。这是由半金属铁磁在费米面EF附近不存在自旋向下的子带造成的。当在界面处引入自旋翻转效应以后，能隙内部电导结构呈V字型结构，而电导则由同自旋配对的反常Andreev反射贡献。但是在E=0时，电导却始终为零。文中我们从电子空穴的交换对称性来解释了ZBCV这一现象。这个现象在发生自旋三重态配对的系统中存在普遍性，可以当成是发生了同自旋子带配对的反常Andreev反射的标志。我们对传统BTK理论进行发展和补充，对用实验方法来判断反常Andreev反射的发生，计算铁磁的极化强度，以及判别半金属铁磁具有重要的意义。　　在第四章中，我们利用数值方法对二维电子气和超导组成的介观环中的持续流作了详细的研究，其中二维电子气部分考虑自旋轨道互作用。考虑Aharonov-Bohm磁通通过此介观环，我们得到了零温和有限温时系统的元激发谱和持续流，可以看出s波超导配对势和自旋轨道互作用之间存在着竞争作用。零温时，竞争的结果主要取决于超导部分的长度ds的大小。当超导部分很短的时候，自旋轨道互作用占上峰，于是能隙内部元激发谱辟裂，持续流上得到两个尖峰;相反的，当超导部分稍大以后，能隙内部元激发谱将不再辟裂，持续流上也只存在一个峰，因此此时超导配对势占上峰。有限温时，即使超导部分很短，持续流中的由于自旋轨道互作用导致的双峰将会随着温度的上升渐渐消失。　　在本文的最后一章，我们做了一个简单的总结和展望。