近年来,高极化颗粒复合体系由于其重要的理论价值和广泛的应用前景而备受关注.在介电材料中,有由分散在液态基质中的高极化介电颗粒组成的ER流体,即电流变液,在外加电场后颗粒迅速聚集成具有一定结构的固态物质.在磁性材料中,亦有由在理论上具有完全的自旋极化率、在实验中也被证实具有高自旋极化率的一系列半金属氧化物材料构成的多晶、粉末等颗粒体系,被发现能在外磁场下发生显著的电阻下降,即半金属氧化物颗粒体系中的外禀磁电阻效应.对这两种高极化颗粒复合体系的物理性质的研究,不仅在理论上具有重要的学术价值,同时还在技术和商业层面上有着广阔的应用前景,是材料科学和凝聚态物理研究领域中的前沿课题.该文对ER流体和半金属氧化物颗粒体系这两种高极化颗粒复合体系物理性质的研究主要集中在:1.单一分布(monodisperse)和多分布(polydisperse)ER流体的基态结构;该文中,我们采用多重镜象法近似处理颗粒间的多极矩相互作用,建立了研究ER流体基态问题的DID模型,并将它应用于颗粒具有一定分布的多分布ER流体.2.半金属氧化物颗粒体系的磁输运性质;半金属氧化物颗粒体系中显著的外禀磁电阻效应使它成为新一代自旋电子器件的候选者之一.然而迄今为止,人们还未对它的内在机制和诸多实验现象形成清晰统一的认识.在该文中,我们以两种典型的半金属氧化物颗粒体系——多晶和粉末——为对象,具体的研究内容如下:(A)实验结果与理论分析表明,半金属氧化物颗粒体系的磁电阻效应主要起源于载流子在磁性颗粒间的自旋极化隧穿.我们研究了超细颗粒体系中磁电阻随温度的变化.(B)在对半金属氧化物颗粒体系的磁输运性质的早期研究中,颗粒边界通常被当作一个理想的绝缘层,电子可以直接穿越它发生隧穿.我们分别计算了在低磁场与高磁场下由自旋极化共振隧穿产生的磁电阻,较好地解释了半金属氧化物颗粒体系外禀磁电阻随外场变化的实验结果.