磁阻与忆阻效应在传感器和存储芯片等电子产品上具有广泛的应用价值,受到了广大科研人员的持续关注。其中,非磁性材料Si与SnSe2具有丰富的电输运性能,在电子信息领域具有较大的研究潜力,是获取优异磁阻与忆阻性能的理想材料。因此,本文主要探索了硅基器件和SnSe2的磁阻效应与忆阻效应,研究内容与结果如下:（1）采用熔融法结合放电等离子烧结技术成功制备了高纯度的SnSe2块体材料,测量了样品在不同温度、不同磁场条件下的电流-电压特性曲线,系统地研究了其忆阻与磁阻效应。研究表明,不同温度下的忆阻特征可被归结为缺陷控制下的空间电荷限制电流效应;随着温度降低,忆阻现象减弱,这与低温下杂质电离较弱导致可接受注入载流子的缺陷变少导致的空间电荷限制电流效应变弱有关。同时我们发现,样品在低温下呈现较大的负磁阻效应,在10K时最大负磁阻可达37%@0.6 T;这是因为在低温下杂质散射占主导作用,电子在传导时会受到杂质的多重散射导致载流子局域化,负磁阻效应与磁场对载流子局域化的抑制作用有关;随着温度升高至300 K附近,散射机制逐渐由杂质散射转变为晶格散射为主,我们观察到负磁阻效应逐渐转变为正磁阻效应,正磁阻效应与磁场加强了载流子的晶格散射作用有关。（2）我们研究了包含pn结的硅基器件在不同温度与磁场下的V-I曲线,系统地研究了该器件的电输运行为以及磁阻效应。在300K至100K,该器件的V-I曲线一共可以分为线性、非线性以及击穿等3个阶段。在线性阶段,当电压小于pn结的正向导通电压,此时载流子只在n型Si内部做漂移运动,下层p型Si不参与导电过程,V-I曲线表现为线性;在非线性阶段,当电压大于pn结的正向导通电压,此时n型Si内部载流子通过结向p型Si内部注入,V-I曲线开始偏离线性,电阻上升;在击穿阶段,当电压大于反向偏压下的击穿电压,器件反向偏压下的结发生雪崩击穿,此时V-I曲线的电压骤降,之后n型与p型Si并联导电,器件整体电阻下降。在50K至10K,该器件的V-I曲线一共可以分为5个阶段,除了线性,非线性以及击穿三个阶段以外,还存在另外加热和第二次击穿的两个阶段。在加热阶段,当反向pn结被击穿后继续施加这一方向的偏压,此时反向pn结将处于持续加热状态;在第二次击穿阶段,在低温下,焦耳热的加热作用更易使得器件出现局部温度不均,由于器件的局部温度不均导致反向pn结再次被击穿,此时V-I曲线所需的电压再一次骤降,器件的总电阻下降。我们随后进一步观察了磁场对不同温度下电输运行为的影响,研究表明,磁场对不同阶段下的V-I曲线均造成正磁阻效应,这应该来源于磁场加强了载流子在输运过程中受到的晶格散射,同时我们并未观察到磁场对雪崩电离造成较大的影响。最后,针对集成电路中的走线设计,我们将生物领域中默里定律的概念应用到集成电路走线设计中。从流体输运和电输运的相似性出发,我们推导出电路中符合默里定律的等级网状分支结构方程,这种分支前走线宽度等于分支后走线宽度的总和的电路结构具有高稳定性,经过COMSOL有限元仿真与实验验证,我们进一步证实了这种符合默里定律的等级网状分支的走线结构具有一定的实用价值。