非晶碳和半导体材料具有独特的性能，其电阻可以由电场和/或磁场等多种场来控制。非晶碳展示了丰富的电学和磁学输运现象，并具有广泛的应用，近年来受到人们越来越多的关注。而常用的半导体材料，如硅和砷化镓等，在工业中也被大量使用。本文主要研究了非晶碳、砷化镓和硅各自的电学磁学输运性能。首先，利用激光脉冲沉积（PLD）技术在玻璃衬底上制备了一批不同沉积温度的纯非晶碳膜样品。实验发现非晶碳膜的低温电导机制为跃迁机制，且随着制备温度的升高（从300℃到600℃），由单一的Efros–shklovskii型变程跃迁（ES–VRH）机制变为ES–VRH和声子跃迁混合机制。同时非晶碳膜的磁阻均为正值，磁阻随磁场的增加没有饱和趋势，且随着测试温度的升高，磁阻值急剧下降。通过定量的分析，我们认为非晶碳膜的低温磁阻机制为波函数收缩效应。其次，在纯非晶碳膜磁阻研究的基础上，通过PLD方法在500℃下成功地向其中掺入了不同含量的铁。随着铁含量的升高，其低温电导机制由ES–VRH和声子跃迁的混合机制，逐渐过渡为单一的声子跃迁机制。实验中观察到有趣的正负磁阻转换现象，认为该现象是由产生正磁阻的波函数收缩效应和产生负磁阻的自旋散射相关机制（包含低场饱和的巨磁阻效应和高场饱和的布里渊型巨磁阻效应）在不同的铁含量、测试温度和测试磁场下相互竞争的结果。再次，借助二极管增强了砷化镓的室温表观磁电阻。实验发现，二极管的引入能够有效地提高砷化镓的表观磁阻值，并降低功耗。室温下1.2T时，其表观磁阻值可达2,600%，相应的低场灵敏度可达0.06T下的44%，且功耗在微瓦级。该研究有助于砷化镓在磁传感的实际应用。最后，在硅的基础上开发了一个Si–SiO2–MgO阻变器件。该器件在一定的电压（Vt）下能实现高低电阻态的翻转。通过正负向大电流脉冲的激发，Vt可以实现可逆的偏移。当选取读取电压在Vt的偏移区间内时，获得了高低电阻态比为10，循环次数大于200次和阻态维持时间大于104s的非易失性阻变特性。此外，磁场可以抑制该阻变，实现可逆的磁场控制，并产生1T下103%的磁阻效应。我们认为该器件中阻变特性和磁场响应来源于硅本身，而其非易失性则依靠MgO来实现。