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由于本身的科学意义和在磁信息存储领域的重要应用,比如,随机存储器、高密度读写磁头、超灵敏磁场传感器等,磁阻（magnetoresistance,MR）效应一直以来都是凝聚态物理、材料科学、磁电子学等领域的重要研究方向。通常,在“磁层-非磁层-磁层”组成的“三明治”结构中观察MR效应,而且,利用磁阻比率来表征MR效应,其定义为MRR（28）(GP-GAP)/GAP或(GP-GAP)/(GP（10）GAP),式中GP和GA P分别是平行（P）和反平行（AP）磁化构型的电导。普遍认为,自旋相关的散射是MR效应的产生机理---P构型时自旋散射最弱电导最大,AP构型时自旋散射最强电导最小。但是,在2002年,研究发现磁调制半导体纳米结构中的MR效应与自旋散射无关,其起源于P和AP磁化构型电子传输的重大差异,而且在很小的转换磁场下磁阻比率非常高（可达106%数量级）,因此,这种基于半导体的MR器件有望取代传统的基于金属的MR器件,近年来,已经成为MR效应研究的前沿热点。对于实际应用而言,希望MR器件具有高而可控的磁阻比率。本文采用理论分析和数值计算相结合的方法,研究典型的磁受限半导体异质结构（magnetically confined semiconductor heterostructure,MCSH）中MR效应的有效调控,探索基于半导体的MR器件的调控的新方式,为磁电子学应用构建可控的基于半导体的MR器件。全文分为六章。第一章介绍MR效应、磁调制半导体纳米结构及其MR效应的研究进展以及本文的研究内容。第二章介绍本文所使用的研究方法,包括改进的转移矩阵法和Landaur-Büttiker电导理论。在第三章,我们研究Delta-掺杂对MCSH结构中MR效应的影响。在第四章中,我们探索外加电场或应用偏压对MCSH结构中MR效应的调控。第五章探讨电子的自旋对MCSH结构中MR效应的影响。最后,第六章是总结和展望,总结全文的研究结果,指出研究中存在的不足之处,以及对今后的研究进行展望。本文研究取得的结果,主要包括以下四个方面:（1）引入一个Delta-掺杂后,MCSH结构中仍然存在明显的MR效应,这是因为Delta-掺杂不会改变磁调制半导体纳米结构中MR效应的形成机理。但是,由于电子在MCSH结构中所感受到的有效势与Delta-掺杂密切相关,因此,通过改变Delta-掺杂的权重或位置可以有效地调控MR比率。（2）当施加一个偏置电压到MCSH结构上时,在电子的输运方向将产生一个横向电场,此时MCSH结构中的MR效应仍然存在,其原因是应用偏压或横向电场不会改变磁调制半导体纳米结构中MR效应形成的机理。但是,电子在MCSH结构中所经历的有效势依赖于横向电场或偏压,因此,改变横向电场的强度或方向可有效地操控MR比率。（3）如果涉及电子的自旋,由于自旋与磁场之间的旋-场相互作用（Zeeman耦合）改变了电子在MCSH结构中的有效势,导致电子通过P和AP磁化构型的透射系数或电导依赖于电子的自旋,因此MR效应的自旋分裂现象出现在MCSH结构中,而且,通过改变偏压的高低或极性可以有效地调控MR效应的自旋分裂程度。（4）这样,MCSH结构可以用作磁电子学应用中新型的可控MR器件,它的磁阻比率可通过改变结构中的SM条带、Delta-掺杂、外电场或偏压实现有效的调控。因此,本文研究的结果不仅可提供实现基于半导体MR器件的调控的有效方式,而且所研究的MCSH结构可用于磁信息存储领域中的可控的MR器件。