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作为最有可能成为下一代非易失性存储器之一的相变存储器(PCRAM)，近年来得到广泛关注。由于相变存储器是唯一以焦耳热方式工作的存储器，操作电流和热串扰问题成为其发展的瓶颈。随着超晶格相变材料的发展，人们在解决这些瓶颈问题上看到了曙光，尤其它具有明显比组元材料更低的热导率可以有效提高读写速度和降低热串扰。然而，超晶格相变材料的研究刚起步，目前关于热传导的研究仅局限于室温，缺少热导率的温度特性用于相变存储器性能的仿真和评估，且变温热导率可以更好了解超晶格相变材料热传导机制。本论文针对这些问题，围绕具有低热导率值的GeTe/Bi2Te3超晶格相变材料进行变温热导率研究。 首先设搭建了基于“3ω”法的变温热导率测试平台。然后，用三次谐波电压信号特性排除温度对系统稳定性的影响，确定边界热阻不会影响测试结果的频率范围，并通过测试SiO2薄膜变温热导率验证系统的准确性。最后，用该系统测试一系列GeTe/Bi2Te3超晶格变温热导率。 通过退火处理和高于室温的变温环境对GeTe/Bi2Te3超晶格热导率影响研究，发现相变材料在由非晶到多晶态转变过程热导率发生了明显的变化，对解决热串扰问题提供理论帮助。实验研究表明，在40~300K的温度区间，非晶态和多晶态的GeTe/Bi2Te3超晶格相变材料有热导率与温度的正相关的“反常”关系，主要是因为：(1)GeTe/Bi2Te3超晶格界面散射导致声子热导率对温度敏感性减弱，并通过周期厚度对GeTe/Bi2Te3超晶格相变薄膜材料热导率影响的实验证明；(2)GeTe/Bi2Te3超晶格相变材料具有非常低的声子热导率和很高的掺杂浓度，电子对热传导的贡献不能忽略，且占据主要部分。基于以上研究，总结分析了GeTe/Bi2Te3超晶格相变材料热传导机制。 最后，发现在温度低于40K时三次谐波信号与频率对数不再满足线性关系的有趣现象，并给出合理的解释。