为了揭示电子自旋效应在新功能材料中的特性以及其在探测材料物性上的新奇量子效应，本文对自旋极化电子的输运性质进行了细致的分析和研究。首先我研究含自旋轨道耦合的二维电子气的输运性质，指出由于自旋能带按螺旋度极化并在动量空间劈裂，使得在低密度和强耦合极限下，二维电子气会出现单螺旋度占据的情况。电子由双螺旋度占据到单螺旋度占据转变时，电子态密度由二维变到一维。研究发现此时在不同强度的两个二维电子气连接界面，可以存在类似光子晶体的反常背散射与负折射现象。类似地，在超导/二维电子气中，我研究发现费米面处于能带交叉点处时，会出现反常的镜面Andreev反射现象，对于能隙内的小角度入射电子，该反射具有接近于1的高转化率。这是除石墨烯外又一从理论上预言了存在镜面Andreev反射。通过对散射态的射线方程分析和分类，给出了发生反常散射的条件，计算了相应的通量占入射通量之比例。为了了解电子在界面配对特性，我研究了铁磁/超导异质结有关的Andreev反射问题。研究发现，在异质结界面出现自旋轨道耦合时，可以发生相同自旋带内的Andreev反射，形成三重态电子空穴关联。此时能隙内电导显著增强。分析隧穿谱我指出，界面自旋轨道耦合的特点是不会增加能隙边缘处电导，所以能隙处电导为谷型。利用铁磁的自旋极化特征，我计算了d波超导体与铁磁连接的隧穿谱，发现Andreev反射可以不借助自旋翻转机制，贡献出零能电导峰。计算结果与已知实验吻合。为此，我提出了一个检测高温超导自旋波函数对称性的实验方案。最后我计算了s波超导/铁磁/p波超导体的Josephson效应，研究显示这种结构与普通的s波超导/铁磁/s波超导结不同，其Josephson临界电流随磁轴大小的增大并不是单调下降函数。磁轴的平行分量对该结的输运性质影响最大。