自从巨磁电阻效应发现以来,磁性多层薄膜中的输运性质和磁矩的调控一直是自旋电子学中的研究热点。本论文主要研究了在铁磁层、非磁层以及反铁磁层构成的磁性多层薄膜中,由电流引起的磁化翻转和振荡,具体内容如下：在第一章中,我们首先简要回顾了自旋电子学的历史,然后介绍了在铁磁/反铁磁界面上的交换偏置现象、磁性多层薄膜中的自旋转移矩效应,以及相应的理论研究方法。在第二章中,基于海森堡模型的平均场近似,我们考察了在不同界面耦合强度和各向异性下,铁磁/反铁磁界面上的磁矩构型。我们发现,在Nee1温度以下,除了正常的反铁磁相之外,界面反铁磁磁矩还可能处于界面spin-flop相。该相出现的条件为界面垂直耦合相对于畴壁能占主导地位。当反铁磁层各向异性较大时,畴壁能占主导地位,界面垂直耦合只会导致铁磁磁矩矫顽场的增大。而当反铁磁层各向异性较小时,界面垂直耦合占主导地位,反铁磁磁矩处于spin-flop相。此时,若外磁场的方向偏离反铁磁易轴,则界面垂直耦合会增强交换偏置场。在第三章中,我们研究了交换偏置自旋阀中在铁磁层和反铁磁层内的单轴自旋转移矩效应。通过对铁磁/反铁磁双层薄膜的自由能泛函进行解析处理,同时对描述磁矩运动的Landau-Lifshitz-Gilbert方程进行数值求解,我们可以重现并进一步解释已有的两个与单轴自旋转移矩相关的实验现象。其一为正向和反向脉冲电流都可以翻转交换偏置场。另一现象为反铁磁层的存在会导致激发铁磁层磁矩所需的电流被极大增强,并且这一增强几乎与外磁场无关。为了便于实验上对单轴自旋转移矩进行定量测量,我们推导了激发铁磁和反铁磁磁矩所需临界电流随角度的变化。在第四章中,我们提出可以利用磁反馈来实现一系列自旋转移振子阵列的同步。通过数值求解Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程,同时解析推导Kuramoto模型,我们详细考察了自旋转移振子阵列的集体行为,给出了磁反馈的最优取向。我们发现,通过简单提高自旋转移振子的数量并调节反馈信号的总相移,就能实现很大的锁频带宽。具体来说,10个并联自旋转移振子的锁频带宽能达到12倍于串联方案中的锁频带宽。在最后一章我们给出了一个简单的总结和展望。