自旋电子学是利用电子的自旋自由度而非传统的电荷自由度为基础，研发新一代电子器件的学科。它不仅对现今的信息产业有着重要的影响，并且为基础物理的研究提供了新的研究课题，是目前凝聚态物理科学研究的重要领域。为实现基于电子自旋自由度的功能器件，自旋极化必须维持足够长的时间，并能输运足够长的距离，深刻地理解自旋弛豫和输运过程是非常重要的。我们搭建了瞬态自旋光栅技术（Transient Spin Grating，TSG），并结合时间分辨克尔旋转技术（Time-resolved Kerr Rotation，TRKR），对不同晶向生长的GaAs/AlGaAs量子阱中的电子自旋弛豫和扩散性质做了一系列研究。本论文的主要研究内容和成果如下：我们搭建了瞬态自旋光栅装置。采用外差探测和二级锁相放大技术提取微弱的瞬态光栅信号，可以获得非常好的信号。并利用瞬态自旋光栅测量了（110）方向生长的GaAs/AlGaAs量子阱的自旋扩散系数。发现，在本征的（110）取向GaAs/AlGaAs量子阱中，当激发光功率从2mW增加到18mW时，自旋扩散系数从102cm²/s减小到50cm²/s。经过分析，我们认为为自旋扩散系数对激发功率的这种依赖关系是受载流子动量散射机制支配的。在阱内掺杂的（110）取向GaAs/AlGaAs量子阱样品中增加而增大。这是由于在量子阱样品中，阱内均匀掺杂，会引入局域势中心，局域势中心对电子的束缚效应在低激发功率时比较强，随着激发功率的增加，即光激发载流子浓度的增加，束缚效应被削弱了。我们还测量了（100）、（111）方向生长的GaAs/AlGaAs量子阱样品中的电子自旋扩散系数，它们的自旋扩散系数都不随激发功率而变化。在阱宽为8nm的（100）量子阱中，电子自旋扩散系数大约为85cm²/s；在阱宽为12nm（100）量子阱中，电子自旋扩散系数约为105cm²/s；在（111）GaAs/AlGaAs量子阱中，电子自旋扩散系数为80cm²/s。从上述测量结果，我们发现，自旋扩散系数与样品的生长方向有直接的关系。在低温条件下（T=3K），我们研究了阱内均匀掺杂的（110）GaAs/AlGaAs量子阱中的电子自旋弛豫机制。实验测量发现，自旋扩散系数Ds线性依赖于自旋弛豫速率1/r_s，斜率可以给出L_SO 3.7 0.2 m。这与基于各向异性交换相互作用的理论预言的自旋-轨道耦合长度一致。我们利用时间分辨的Kerr旋转技术，测量了（100）、（110）和（111）三个方向生长的GaAs/AlGaAs量子阱中的电子自旋寿命与激发功率的关系。发现，在本征的（100）和（111）量子阱中，自旋寿命随着激发功率的增加而增加；在单边掺杂的（100）量子阱中，自旋寿命随着激发功率的增加而减小；在两块（110）量子阱样品中，自旋寿命随着激发功率的增加而减小。我们研究了本征（110）GaAs/AlGaAs多量子阱中载流子的时间-空间动力学问题。在室温下，测得样品的双极扩散系数Da 13.0cm²/ s，载流子的寿命R_k1.9ns。并且发现在载流子浓度n_1e x 1.2¹⁰ 1 / cm²的条件下，样品的双极扩散系数近似为常数，得到的实验结果与Young等人在理论上计算的结果基本相同。