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材料的热导率是材料的一项重要参数。寻找满足特定热导率需求的材料一直是一个重要的课题。一方面,随着电子器件功率密度的不断增大,将高热导率的材料应用于电子器件散热越来越受到关注,另一方面,降低材料的热导率是提升热电材料转换效率的重要因素。本文以六方III族氮化物及氧化物SrTiO3热电材料为研究对象,研究了一种能大批量生产的六方氮化硼层压薄膜的热导率,并利用第一性原理结合玻尔兹曼输运方程研究了单层六方氮化物hBN、hAlN、hGaN、hInN的晶格热导率;通过真空退火和超临界流体处理来降低SrTiO3的热导率,并用第一性原理结合玻尔兹曼输运方程研究了基于SrTiO3的超晶格在热导率降低的情况下,能否保持较高的热电功率因子,获得的主要结论有:(1)用六方氮化硼墨水制备了六方氮化硼层压薄膜,这些薄膜由平均厚度约10nm,横向尺寸约1μm的六方氮化硼纳米片堆叠而成。通过滚压法增大氮化硼薄膜的密度可以调控其的热导率。在100℃下,六方氮化硼的热导率最高可以达到20W/mK,加上氮化硼具有绝缘性,在电子器件热管理方面有很好的应用潜力。(2)利用第一性原理密度泛函理论结合声子玻尔兹曼输运方程研-究了单层六方氮化物hBN、hAlN、hGaN、hInN的本征晶格热导率。声子谱表明所研究的单层六方氮化物从动力学角度都是稳定的,这几种氮化物随着原子序数的增大,热导率也随着降低。和纤锌矿体材料比,单层hAlN保持了较高的热导率,300K下的热导率为111.9W/mK,而单层hInN的热导率只有其纤锌矿体材料二十分之一,300K下的热导率为6.1W/mK。通过不同平均自由程对热导率的累积贡献的分析,指出通过纳米化降低热导率所需的特征尺寸,对于hBN是6μm而hInN需要到190nm。(3)分别采用真空退火和超临界流体对热电氧化物SrTiO3进行处理,发现两种处理方法都可以降低SrTiO3的热导率。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和X射线吸收谱对样品进行表征,发现导致热导率下降的原因有所不同,对于SrTiO3,热导率下降是因为氧缺陷浓度的增大和偏析,而对超临界流体处理,则是H离子掺入形成的点缺陷对声子的散射。(4)利用第一性原理密度泛函理论结合玻尔兹曼输运方程研究了(SrO)m(SrTiO3)n超晶格的电子结构和热电输运性质,结果发现,对于n型掺杂,输运系数有明显的各项异性,由于导带底沿c轴方向扁平的色散关系,使得这一方向的电导率除以弛豫时间远小于平面内方向的,而平面内方向由于导带底有效质量的降低,塞贝克系数要比SrTiO3的低。而p型掺杂的(SrO)m(SrTiO3)n相比SrTiO3,塞贝克系数和电导率除以弛豫时间变化都比较小,如果考虑到界面散射降低了超晶格的热导率,在p型SrTiO3中出入SrO层形成超晶格能够取得更大的热电优值。