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本文对超晶格的研究现状,包括超晶格的制备、性能和应用进行了较为详细的叙述。在此基础上,我们利用基于力常数模型的晶格动力学理论和第一性原理研究了超晶格GaAs/AlAs的热力学性质。分析了超晶格的晶格振动性质及其热输运机理。主要内容包括:一、采用基于力常数的晶格动力学方法研究了超晶格（ n×n）GaAs/AlAs晶格振动性质。计算表明,超晶格（ n×n）GaAs/AlAs的色散关系中,共有6n个自由度,然而却只存在4n支独立的振动模式,其中有2n支双重简并振动模式,2n支独立的振动模式。在低频段,声子振动模式密度中范霍夫奇点峰比较少,而在高平段,范霍夫奇点峰明显的增多。随着原胞内周期原子层数的增加,范霍夫奇点峰的数目也会越多,并且向着高频方向漂移。二、利用声子色散关系,讨论了超晶格（ n×n）GaAs/AlAs的热容随着温度的变化关系。在0K—150K之间,热容随温度增加而剧烈的上升。当温度继续升高时,热容上升的程度会变慢。当温度增加到一个比较大的值后,热容基本趋近于一个极限值(约为24.9 J .mol-1.K-1)。热容随超晶格周期层数的增加变化不是很大。三、基于力常数模型考虑三声子Umklapp过程理论计算了超晶格GaAs/AsAs的热导率。GaAs/AsAs的热导率在低温下随温度的升高而快速的上升,在温度在65K左右时热导率达到一个最大值,之后热导率将随着温度的升高会下降。这表明三声子Umklapp过程和边界散射是影响超晶格GaAs/AsAs热导率的主要因素。当温度较低时,热导率主要受到边界散射的影响,此时热导率随温度的二次方变化。而当温度升高,高频声子被激发而参与声子反转过程,声子反转过程对热输运的影响越来越显著。四、利用第一性原理计算了短周期超晶格（1×1）GaAs/AlAs的声子谱及其态密度、热容。声子谱中的声学模式在低频区与波矢成线性关系的,它们沿[001]方向声速分别为vL = 5.1k m /s和vT = 3.6 km /s。在声子态密度中,超晶格（1×1）GaAs/AlAs的声子谱有两个带隙分别在6.6THz-7.1THz和8.4THz-10.3THz范围内,这是由块体材料AlAs的宽带隙（6.7THz-9.9THz）和块体材料GaAs在8THz附近有一个比较尖锐的锋共同作用形成的。超晶格（1×1）GaAs/AlAs热容量大于块体AlAs的热容而小于块体GaAs热容量。