自旋波或磁子是磁有序体系中的元激发,被认为是下一代信息处理器件的信息载流子。磁子器件具有低能耗、可传输自旋信息、多场调控等优点,故磁子电路有望嵌入甚至代替CMOS电路,从而实现更高性能的计算芯片。本论文主要研究磁子在各类磁子异质结中的输运特性,研究内容概括如下:（1）基于原子自旋动力学模拟的方法,研究了铁磁绝缘体/反铁磁绝缘体/铁磁绝缘体构成的磁子结（Magnon Junction,MJ）中磁子输运特性。我们在模拟结果中重现了实验中发现的磁子结效应（Magnon Junction Effect,MJE）,并提出了磁子的自旋-偏振特性关联而导致的磁子阻塞效应（Magnon Blocking Effect,MBE）来解释该效应。另外,我们研究各种反铁磁序的间隔层对磁子输运的影响。模拟结果表明,磁子结效应的强弱受到反铁磁间隔层的自旋方向、自旋构型以及内在的自旋相互作用等因素的影响。这些结果也都可以由磁子的自旋-偏振特性关联即磁子阻塞效应来解释。基于以上的研究结果,我们提出了面内型的磁子结,该结构基于非局域磁子测量的布置,并且测量的磁子信号与垂直型磁子结的信号不同。该工作解释了磁子结中的磁子输运特性的微观机理,为进一步优化磁子结的结构和研发新型的磁子器件提供了理论指导。（2）理论研究了在反铁磁耦合的铁磁双层膜异质结界面处,交换自旋波的散射行为。结果表明,当磁子从自旋向上的铁磁层向自旋向下的铁磁层传播,磁子的反射率为100%,其原因是自旋依赖的磁子阻塞效应。另外,磁子可以穿过界面以衰减波的形式在自旋向下的铁磁层中传播。我们理论推导了衰减波的衰减长度的表达式,该公式表明,随着磁子的入射频率增大,衰减长度减小,说明频率较高的折射波只能在界面处传播。该现象类似于电磁波的趋肤效应,因此可称之为磁子趋肤效应（Magnon Skin Effect,MSE）。另外,我们发现了反射波的磁子古斯-汉欣位移（Magnon Goos-H?nchen Shift）现象,该现象可以基于以下机制解释:由于衰减波有非零的穿透深度,导致有效反射界面下移,进一步导致了入射点和反射点不重合。以上的理论预测都与微磁学模拟的结果吻合。基于以上发现,我们提出了一种无中间层的磁子阀结构,该结构可表现出100%的磁子流开关比。该工作不仅揭示了反铁磁耦合双层膜中的磁子输运特性,也为进行基于磁子偏振特性的新型磁子器件研发提供了一些理论指导。（3）提出了一种逆向设计方法、可实现磁子滤波器的自动优化和设计。首先,我们研究了以人工反铁磁体为基元的磁子晶体透射谱,确定其有潜力可作为磁子滤波器,并确定了滤波器中心频率作为逆向设计算法的输入参数,滤波器的结构参数作为算法的输出结果。然后,我们提出了精度自适应的粒子群算法来实现滤波器的逆向设计,该算法比传统粒子群算法具有更快寻优速度和更高寻优精度等优点。基于该方法,我们预测了具有各种中心频率的磁子带通滤波器,并且大部分预测结果都具有较高的准确度。以上结果表现了逆向设计方法在磁学领域的潜力,表明该方法可有效提高多层膜异质结器件的优化效率。