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错层结构的Ca3Co4O9是一种“电子晶体-声子玻璃”,由导电层CoO2和绝缘层Ca2CoO3沿c轴交替堆垛而成,其中CoO2层中的低自旋的Co4+(3d5,t2g5 eg0 = 1/2)提供高浓度(～1020cm-3)的空穴载流子和高的电导率,面内沿b轴错层排列的Ca2CoO3绝缘层对声子的散射导致低的晶格热导率(～3.5W/mK),同时Ca3Co4O9有高的热电势,并沿层内和层间有大的输运各向异性。本论文系统地制备了高度c轴择优取向的Ca3Co4O9多晶块材,采用脉冲激光淀积(PLD)生长了c轴外延薄膜,实验研究了多晶、薄膜的热电输运性质和激光感生横向电压,探讨了结构各向异性和输运各向异性的关联,初步讨论了 ab面和c轴热电输运各向异性的物理机制。采用传统固相反应法在空气中烧结制备了 c轴择优的Ca3Co4O9多晶块材,经20MPa单轴压片和800℃/24h+870℃/24h烧结获得了(00l)取向因子为0.74的多晶样品。多晶块材在90～300K为金属电输运行为,336～826K为半导体电输运行为,分别由于Co4+载流子的晶格散射和本征热激发在不同温度区间占主导地位所致;336K时多晶块材Seebeck系数达130μV/K,且热电势随温度增加而增大,是由于声子曳引提供额外热电势的贡献。此外初步摸索了热压烧结Ca3Co4O9多晶,热压样品的结晶质量变差,织构因子下降,90～300K变为半导体行为,主要由于样品中氧的化学计量比不足。以能量密度为17mJ/cm2的脉冲激光(λ=248nm,脉宽=28ns)照射常压烧结多晶块材的构造斜面,在倾斜方向上获得了 42mV的LITV响应,其较小的电压响应值源于存在偏离(00l)取向的晶粒,导致材料宏观热电势各向异性△S=Sab-Sc很小。采用PLD在不同倾斜角度的LaAlO3(001)、SrTiO3(001)、Al2O3(0001)衬底上生长了外延Ca3Co4O9薄膜。通过不同生长阶段薄膜的AFM表面形貌观察,推算出LaAlO3和SrTiO3衬底上Ca3Co4O9薄膜的淀积速率分别为～0.163A/pulse和～0.256A/pulse;薄膜在平直LaAlO3和SrTiO3衬底上为层+岛状生长模式,在倾斜LaAlO3上为台阶流动生长模式;随着Al2O3衬底倾斜角度增加,薄膜由较平整的表面形貌逐渐转变为凹凸的岛状形貌。100～300K时Ca3Co4O9薄膜沿平直和倾斜方向分别为金属和半导体电输运行为,进一步结合各向异性电阻率的张量变换推算出300K下材料的电输运各向异性ρc/ρab≈300,探讨了ρat、ρc及其各向异性的来源。在≥700K时更薄的薄膜和倾斜薄膜的热电势更大,由于小的膜厚及倾斜结构带来更多的缺陷和堆垛层错,可能使薄膜中的Co4+载流子由低自旋向中自旋态转变进而提高热电势。在能量密度为2.4mJ/cm2的脉冲激光照射下沿Ca3Co4O9/LaAlO3(001)5°薄膜的倾斜方向获得了 416mV的LITV峰值信号,归一化的信号响应率为173mVcm2/mJ。在44～117nm厚度、0～10°倾斜角度范围内,LITV峰值随薄膜厚度和倾斜角度的增大而增大。由倾斜薄膜中的LITV信号推算出Ca3Co4O9材料的本征热电势各向异性△S=Sab-Sc≈20μV/K,初步讨论了Sab与Sc的起源。