在过去的几十年里，半金属铁磁体由于其在自旋电子学方面的应用因而得到了广泛的关注。半金属铁磁体的两个自旋轨道，一个具有金属性，另一个在费米面附近存在能隙。由于电子的交换关联作用形成了电子有序的自旋排列，从而对化合物稳定的磁矩做出贡献。 传统的电子元件，如二极管和三极管，它们的信息载体都是电子电荷，电子的自旋没有被利用。近些年来，半导体自旋电子学的研究表明，稀磁半导体能够同时利用电子的电荷和自旋来进行信息的处理和存储。但目前的关键问题是自旋极化电子注入到半导体材料中的效率很低，这就需要寻找高自旋极化度的磁性材料。半金属(half-metallic)铁磁体有着较高的居里温度和接近100％的高自旋极化率，因此，它无疑将会成为理想的半导体自旋电子注入源。 本文从有机半金属材料计算和无机半导体材料掺杂计算入手，从两个方面探寻半金属材料的微观规律，借助计算机模拟预测新的半金属铁磁体。利用基于密度泛函理论(DFT)的全势线形缀加平面波(FP-LAPW)方法系统地对有机半金属材料[(CH<,3>)<,4>N]<,2>MGe<,4>S<,10>(M代表Fe，Cd)的电子结构和磁性进行研究，[(CH3)<,4>N]<,2>MGe<,4>S<,10>属于四方晶系，空间群14(82号)，计算表明，[(CH3)<,4>N]<,2>MGe<,4>S<,10>均具有半金属铁磁性。相对无机的半金属铁磁体来说，有机的半金属铁磁体更易合成、加工，并且实验上还没有开展相应的工作，所以，不管是理论计算还是实验合成，有机半金属铁磁体以后很可能会受到越来越多的关注。 稀磁半导体(DMS)也称半磁半导体，是指由磁性过渡族金属原子或稀土金属离子部分替代非磁性阳离子后形成的一类磁性半导体材料。根据掺杂不同的过渡金属及掺杂比例的不同，DMS表现出不同的磁性，比如，顺磁性、反铁磁性、铁磁性等。本文介绍了稀磁半导体GaAs在(110)面掺杂过渡金属元素Mn的三种情况的电子结构和磁性，GaAs(Mn)-a，GaAs(Mn)-β，OaAs(Mn)-γ均具有半金属性。磁性的来源主要是过渡性金属原子Mn的d电子轨道和As的P电子轨道杂化作用和Mn的d-d电子轨道交换作用。