In Sb是一种具有闪锌矿结构的直接带隙半导体,室温下带隙约为0.18 e V,电子迁移率高达7800 cm2V-1s-1,在光电探测器、红外热成像、霍尔器件等领域有非常广泛的应用。此外,特殊的窄带隙结构和高电子迁移率特性,也预示In Sb可能是一种重要的、潜在的半导体热电材料。当前制约In Sb化合物热电性能的主要问题在于其高的热导率(14～18 Wm-1K-1)和较低的塞贝克系数(～90μVK-1),针对上述问题,本文采用成分设计、纳米复合、微结构调控等点缺陷工程和微结构工程策略,以优化其电、热输运性质,进而提升其综合热电性能,论文主要内容及结论摘要如下:1)研究了过量In对In Sb热电性能的影响。结果显示,适量In第二相可以有效降低In Sb材料晶格热导率,最终,In1.01Sb试样的ZT值为0.24。在此基础上,探究了不同烧结制备工艺对In Sb电热输运性能的影响。结果表明,晶粒细化-SPS烧结工艺的试样整体拥有更小的晶粒尺寸和更弱的晶粒取向,能有效地过滤低能载流子而提高塞贝克系数,因此拥有更佳的热电性能。其次,由第一性原理和双带模型计算的In Sb化合物的电子能带结构、声子色散谱图以及热电输运参数可知,通过有效抑制少数载流子的传导,可以提高其塞贝克系数和功率因子;通过设计In Sb结构有针对性地散射中长波声子,可以有效降低其晶格热导率;通过增大塞贝克系数以及降低其晶格热导率,可以使In Sb材料的功率因子和热电性能位于最佳优化区间内。2)研究了原位析出相对（In Sb）1-x(In4Se2.5)x和（In Sb）1-y（Sn Se2）y试样热电性能的影响。研究表明,点缺陷(Sn+In、Se+Sb)的引入有效提高了掺杂材料的电导率,但由于塞贝克系数的减小而导致功率因子的降低。同时,饱和析出的第二相（In Se、In、Se）和点缺陷等微结构可以显著降低（In Sb）1-x(In4Se2.5)x和（In Sb）1-y（Sn Se2）y掺杂材料的热导率和晶格热导率,为后续设计低热导率的In Sb实验方案提供了依据和指导。3)研究了In Bi包晶组织对In Sb1-xBix热电性能的影响。研究表明,在Bi掺杂的In Sb1-xBix样品中,由于发生包晶反应而形成了弥散分布In Bi第二相,金属性In Bi的引入增大了基体材料的电导率,使In Sb1-xBix功率因子提升。同时,弥散分布的Bi和In Bi第二相作为额外的声子散射中心有效降低了In Sb1-xBix的晶格热导率。最终,In Sb0.97Bi0.03试样在733 K时的ZT值提高至0.5。4)研究了纳米复合对In Sb电、热输运性质的影响。研究表明,通过在In Sb材料中分别复合Sn Se2、WSe2。一方面点缺陷(Sn+In、W+In、Se+Sb)的引入有效提高了材料的载流子浓度和电导率。同时,相比于复合x wt.%Sn Se2体系中塞贝克系数的减小,复合y wt%WSe2试样中由于WSe2具有合适的能级匹配,增强了少数载流子的能量过滤效应,因而提升了试样的塞贝克系数和功率因子。另一方面,WSe2、Sn Sb、Se等纳米第二相均有效地增强声子散射而降低复合材料的晶格热导率。其中,复合9 wt%Sn Se2、3 wt.%WSe2试样的ZT值在733 K时分别为0.63和0.82。Bi纳米复合实验中,Bi与In Sb基体发生包晶反应而析出In Bi纳米相,增强了材料内部的少数载流子散射,从而改善了复合试样的塞贝克系数和功率因子;同时,相比In Sb1-xBix中微米级的In Bi包晶组织,纳米In Bi析出物能更有效地散射材料中中长波声子,从而进一步降低材料的晶格热导率。最终,3 at.%Bi试样在733 K时的ZT值提高为0.7。5)研究了原位反应对In Sb热电性能的影响。实验结果表明,通过添加Co2O3纳米氧化物与In Sb发生原位固相反应,实现了Co原子的固溶以及In2O3、Co Sb3纳米第二相的析出。其中,高导电N型第二相的引入显著提高了In Sb的载流子浓度和迁移率,从而改善了材料的电输运性能。此外,In2O3、Co Sb3等在材料中形成的双层-核壳结构（Co Sb3@In2O3@Co Sbx）能有效散射高温下的高频声子,进而降低In Sb的高温晶格热导率。最终,在733 K时,添加1 wt.%Co2O3样品的ZT值达到0.7。在In Sb材料中加入纳米Ti O2可以引入取代反应和共晶反应,形成大量的Ti+In点缺陷,显著提高In Sb材料的电导率和功率因子,分散的In2O3纳米颗粒和堆垛层错引起额外的声子散射,有效地降低了热导率。此外,在753 K下,由取代反应引入的少量In Sb-Sb共晶组织发生熔化,可以有效过滤掉横波声子,从而进一步降低In Sb材料的晶格热导率。最终,添加0.1 wt.%Ti O2的样品773 K时的ZT值提高至1.1。