自旋电子学是一门最新发展起来的涉及磁学、电子学以及信息学的交叉学科.本文首先简单地回顾了自旋电子学中的一些基本课题,如量子自旋注入、输运的一些基础理论以及潜在的基本应用.以具有Rashba自旋-轨道耦合的二维电子气为模型,说明了对电子自旋的操作和控制,进而介绍了自旋电子学中如自旋流、自旋霍尔效应等一些基本概念.最后我们采用一维波导理论的方法,分别研究了电子自旋通过处于冠状电场中的介观AC环和处于切向磁场中的介观AB环的量子输运问题并获得了这些问题的精确解.电子自旋通过连接两个电极的介观AC环时,起源于自旋-轨道相互作用的Aharonov-Casher相位导致了电子自旋的进动,通过介观AC环的自旋极化流和电子自旋的极化方向是AC相位的函数,因此可以通过改变电场的大小和方向来调节极化自旋流的大小和极化方向.对于电子自旋通过处于切向磁场中的介观AB环的情况,我们发现透射电子的自旋极化方向不仅可以由附加磁通控制而且还可以由切向磁场控制,特别是当适当调节磁通或切向磁场时,可以发生电子自旋极化方向的翻转,因此可以由此充当自旋开关.另外我们还指出,如果以电子的自旋作为量子信息的载体,用介观AC环或AB环还可以构造单量子比特的量子逻辑门,通过改变外部电场或磁场可以实现不同的单量子比特操作.