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层状化合物具有易于调控的结构和丰富的物性，通常在热、电、光、磁等方面表现出优良的性能，具有广泛的应用前景。探索新的层状化合物将有助于不断提高这类材料的性能，以及揭示决定和影响材料性能的物理机制。本论文以SnAs层作为材料的物性决定层，设计出新型低晶格热导化合物并揭示了它们低晶格热导率的物理起源，为寻找和设计新型低晶格热导材料提供了新思路;此外，以AlSi层作为材料的物性决定层，对层状SrAlSi超导体进行掺杂调控研究，加深了对层状超导体的认识。本论文的主要研究结果如下: 第一，首次报道了含双孤对电子的低晶格热导新材料NaSnAs，揭示了其低晶格热导率的起因。实验发现窄带隙半导体材料NaSnAs和NaSnP的最小晶格热导率分别为0.62 W/m/K和0.58 W/m/K，很接近理论预言的最小晶格热导率。这两个化合物的晶格热导率只有与它们有相似SnAs层和Na原子层的NaSn2As2化合物晶格热导率的60％。这种明显的晶格热导率的差别主要是由于NaSnAs和NaSnP化合物比NaSn2As2化合物含有更多的孤对电子。双孤对电子导致材料的晶格产生更强的非简谐作用，即格林内森值（(γ)）更大，从而降低了材料的晶格热导率。本结果为探索和发现新的本征低晶格热导材料提供了新思路。 第二，设计出不同晶型的新化合物Li167Sn0.33As，研究了它们的结构与低晶格热导率性质的关系。设计出两种不同晶体结构的Li167Sn033As化合物，分别是高温相和低温相，其空间群为Fm3m和Ia3。这两种晶型的材料均呈现出半导体行为，载流子激活能分别为0.93 eV和1.04 eV。在500 K时，高温相和低温相的晶格热导率分别为0.91 W/m/K和1.00 W/m/K。它们的本征低晶格热导率主要是由于轻原子（Li原子）和重原子（Sn原子）的混合占位。通过高低温相的对比实验表明Li原子和Sn原子的无序程度越高，声子散射和非简谐振动越强，对应的晶格热导率越低。另外，通过调控Li和Sn的含量，发现了新化合物Li1.76Sn0.24As，空间群为Pa(3)，500 K温度下的晶格热导率为0.78 W/m/K。 第三，研究了对NaSn2As2的物性决定层和载流子库层的掺杂调控以及掺杂对其物性的影响。首先，对NaSn2As2的As位进行了P掺杂，EDX的结果表明实际P的最大掺杂量为6％。电学方面，调控前后的样品均表现出金属行为，且电阻率随掺杂量的增加而变大。磁性方面表现出顺磁性，并没有看到超导转变信号。其次，对NaSn2As2的Na位进行了Sr掺杂，掺杂样品可以形成连续固溶体，都是顺磁金属材料。随着掺杂量的增加，载流子类型从空穴型向电子型转变，这是因为它费米能级处的多带结构和Sr掺杂向体系中引入更多的电子。化学压力和载流子浓度的调控都未能在NaSn2As2材料中诱导出超导电性。 第四，研究了V和Cr原子在SrAlSi超导体中的掺杂效应。V和Cr能够部分替代SrAlSi中的Al原子，最大掺杂量分别是16 at.％和13 at.％。V的掺杂使得其载流子浓度降低了三个数量级并且快速地降低了其超导转变温度;当掺杂量为0.2时，超导淬灭。这可能是由V的掺杂降低了费米面的位置和态密度导致的。不同的是，Cr的掺杂基本不改变载流子浓度，对应的费米面位置和态密度均保持不变，Tconset也只变化了0.6K。这些结果表明过渡族金属原子的价电子对材料的超导电性具有重要的影响，也为更好地理解超导材料的掺杂效应提供了线索。