通过对与电子自旋特性相关的巨磁电阻效应和稀磁半导体材料的研究，推动了自旋电子学这门新兴学科的发展。巨磁电阻效应在磁性传感器、磁记录读出磁头、磁性随机存储器等领域拥有巨大的应用前景，是本领域的研究热点之一；稀磁半导体材料作为未来实用化自旋电子学器件的重要材料，将为自旋电子学器件的大规模实用化创造条件。 本论文采用磁控溅射的方法制备了非晶Cr-TiO<,2>、多晶Cr-ZnO稀磁半导体材料和多晶Fe-TiO<,2>磁性金属一绝缘体颗粒薄膜材料，对其结构、成份及自旋相关的电磁输运性能进行了系统的研究。旨在揭示巨磁电阻效应和室温铁磁性的微观物理机制，寻找具有更高室温磁电阻的颗粒膜材料和更高铁磁转变温度的稀磁半导体材料。 通过对非晶Cr-TiO<,2>稀磁半导体材料的研究，发现制备态的样品都具有室温铁磁性，x=0.05的Cr<,x>Ti<,1-x>O<,2>样品，340K时饱和磁矩为3.21×10<-1>μB/Cr，居里温度高于390K，可以排除第二相或金属颗粒团簇对系统铁磁性的影响，证实系统铁磁性为内禀铁磁性。500℃空气退火后，样品由非晶态转变成多晶态，系统的铁磁性也随之消失，表明结构缺陷的存在有利于系统的铁磁有序性，光学测量结果证实了上述结论。电学特性显示铁磁性和介电状态可以共存于非晶Cr-TiO<,2>稀磁半导体材料中。 与非晶态Cr-TiO<,2>稀磁半导体类似，多晶Cr-ZnO稀磁半导体材料也显示出室温以上的铁磁性，340K下，x=0.011样品的饱和磁化强度为0.65μB/Cr，随着Cr掺杂量的增加，样品的饱和磁化强度降低。该系统的居里温度高于400K，铁磁性来源于过渡金属对母体的替代而产生的内禀铁磁性，排除了外在的磁性颗粒团簇的影响。空气退火后，系统的铁磁性随着晶化程度的提高而减弱，表明结构缺陷对系统铁磁性的影响也存在于多晶态Cr-znO薄膜中。另外，电性的测量结果证实了多晶Cr-ZnO薄膜样品中铁磁性和介电特性共存。 通过对多晶Fe-TiO<,2>磁性金属一绝缘体颗粒膜系统输运特性的研究，发现了颗粒薄膜系统中磁性颗粒之间的反铁磁耦合现象，并研究了这种耦合作用对薄膜电阻率、磁电阻、霍尔电阻及磁性能的影响。发现金属体积比低于60％的Fe-TiO<,2>薄膜样品在180K温度下的电阻率来源于隧穿导电机制，当温度低于100K时，磁电阻随温度降低出现大幅增加现象。对于金属体积比为46％的Fe-TiO<,2>薄膜样品，室温时的磁电阻为-7.6％，3K时的磁电阻增加到-29.3％，磁电阻的大幅增加来源于金属颗粒之间的反铁磁性相互作用。另外，颗粒薄膜中隧穿型磁阻效应的发现为单层颗粒薄膜在磁性传感器等领域的应用奠定了基础。