声子在一维纳米结构中传输时（纳米线直径d小于声子的平均自由程Λ），由于边界散射的增加和声子群速度的受限，理论上声子速度会受到很大的阻碍。考虑色散关系和散射过程，在柱形和矩形半导体纳米线的声子导热模型中，直径每减小10nm，晶格热导率会随之减小超过90%。纳米结构的热传导率受尺寸限制，这是阻碍半导体工业小型化的重要因素之一。但是，热导率差也是热电材料必需的条件。一般用因子ZT来衡量热电材料的好坏，ZT＝a2T／［ρкp＋к（）e］，其中a是赛贝克（Seebeck）因子，T是绝对温度，ρ是电阻率，кp是晶格热导率，кe是电子热导率。Dresselhaus曾预测可以通过调整纳米线的直径、组分以及载流子浓度来使其ZT因子超过体材料的极值，成为更优质的热电材料，但是这一预测还需实验证实［42］。
现在有许多团队在研究纳米线在热电（TE）方面的应用。电化学生长的Bi2Te3和BiSb纳米线阵列在植入热隔离层后是很好的热电材料。零维量子结构的热电增强效应最为显著。基于PbTeSe纳米线的超晶格（111）在室温（300K）下的ZT因子可以达到2，而其体材料最大只有1。利用不同材料交替层状生长的超晶格纳米线，其内嵌有规则排列的量子点和量子阱，这些量子点和量子阱能使纳米线的声子散射率和电子传导率得到很大提升，这样的纳米线是良好的热电材料。最近有科学家利用Si／SiGe超晶格纳米线来研究类似结构纳米线ZT因子的变化情况。利用一个真空中的悬浮装置，测量得到了Si／SiGe超晶格纳米线直径，且测试了其在20～300K温度条件下的整体导热性。
对于单根Si／SiGe纳米线，其热导率在超晶格周期间隔为100～150nm时远远低于20nm（一般会低10%～60%，视温度而定）。这种以Ge纳米线为核，外面裹有Si／SiGe层状超晶格的纳米线结构的热导性质表明，合金散射是其短波声子散射的主要形式，而边界散射则是其主要干扰。相比于相同直径下的掺杂Si纳米线，见图1.2，在室温300K下Si／SiGe超晶格纳米线的热导率要小5倍，且比体材料Si小500倍。纳米线在未来的热电应用中还需要更加深入的研究。
一维介观系统中的声子传输几乎达到了声子传输的极限条件，Roukes等人测量了量子条件下的声子通用导热常数
他们还将光刻制备的纳米束的声子散射性质和导电性质与传统的绝缘体材料进行实验比较，并取得了很大的进展［44］。
图1.2 几种纳米线的热导率［38］
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