随着科学研究和技术水平的迅速发展,科学家们对自然界已有的材料认识越来越深入,也越来越发现天然材料的局限和不足,于是通过制备各种人工材料来满足相关需求,自上世纪六十年代人们提出通过利用各种材料结构单元模仿自然晶体的排列方式构造特异电磁材料,通过这种人造特异电磁材料实现自然界常规材料所没有的性质,从而对电磁波的传播进行调控。自此,科学家们对于材料的应用和研究实现了一个飞跃,更为重要的是,由于特异电磁材料能够实现自然常规材料所不具备到的电磁参数,使得电磁波在特异电磁材料的传播表现出许多新颖而奇异的性质,它对现在电磁领域的发展有着极大的促进作用。在第一章中,本文简单介绍特异电磁材料这种新型人工材料的发展历程、电磁特性及其在各领域中的应用。尤其对于特异电磁材料表现出的许多在自然界中没有的新奇电磁性质,它在能源、通讯、军事和医疗等许多领域都具有重要的应用价值。因此,关于特异电磁材料,在理论和实验上的研究都有重要的意义。本文进一步探究基于钇铁石榴石这种对外加磁场有磁响应的磁性材料所构成的特异电磁介质的电磁性质。在第二章中,我们将给出针对磁性柱的Mie散射理论、计算空间电磁波分布和光子能带结构的多重散射理论。此外,由于文中所研究的磁性特异电磁材料的共振单元结构周期远小于入射电磁波的波长,即入射波长与材料晶格常数满足长波近似,此时我们可以把磁性特异电磁介质体看作是一种均匀的等效媒质,它具有与磁性材料和背景介质不同但有相关的电磁参数。本章给出了可以理论计算出磁性特异电磁介质的等效电磁参量的方法,即等效介质理论,从而可以分析等效电磁参量的可调性质并与光子能带理论进行比较。在第三章中,我们利用第二章介绍的多重散射和等效介质的理论,通过优化结构参数获得具有等效折射率为零的磁性特异电磁,并通过电磁波在特异电磁介质中传输的模拟对进行了进一步的验证。接着,我们通过改变结构所在的外加磁场和磁性柱半径这两种方法,获得了等效折射率从正到负渐变,为后面的进一步研究做好准备。在第四章中,我们首先简要介绍了通过零折射磁性特异电磁介质实现电磁波的非对称传输的基本原理,随后我们又给出了磁性特异电磁介质的具体结构,并利用该结构得到了电磁波在磁性特异电磁介质所构成的异质结中的非对称传输。为了提高体系的可调性,我们也采用介质体系实现零折射,并将其与磁性特异电磁介质构成异质结构,它不但能够实现电磁波的非对称传输,而且可以通过改变外加磁场调控出射电磁波的方向。最后,我们在第五章中对本文的结果进行了简要的总结,同时也对零折射磁性特异电磁介质的后续研究和潜在应用进行了展望。