红外透明导电薄膜是指同时具备高的电导率和高的红外透射率的一类功能薄膜,可以应用于红外光学窗口、红外成像、红外瓦斯检测仪等军事、传感领域。目前应用最为广泛的红外透明导电材料是氧化铟锡（In₂O₃:Sn,ITO）,其具有2000S/cm以上的高电导率,并且在3⁵μm的中红外波段的透射率约为50%,能够基本满足中红外波段透明导电的需求。但是由于ITO的载流子浓度较高,在8¹2μm的远红外波段的透射率迅速下降为零,其性能并不能够满足远红外透明与导电的需求。因此,研究者们致力于开发各种新型的红外透明导电材料,以同时满足中远红外透明导电的需求。但是目前还存在以下问题:（1）目前研究最为广泛的红外透明导电材料的设计思路并不能够同时满足中远红外透明导电的应用需求。红外透明和导电从物理起源上存在一定的矛盾,研究者们为了协调这一矛盾,普遍采用的方法是对宽带隙半导体进行掺杂,但是这种方法会导致薄膜中的载流子浓度偏高,从而导致远红外波段的透射率降低,无法同时实现中远红外透明。（2）以硒化铋为代表的三维拓扑绝缘体,由于其独特的表面态,已经引起了广大研究者们的注意,其独特的输运性质使其能够应用于自旋电子器件、高频器件、量子计算等众多领域。但是,将三维拓扑绝缘体用作中远红外透明导电材料的相关研究未见报道。针对以上的问题,我们将硒化铋引入中远红外透明导电领域,利用磁控溅射制备了一系列硒化铋薄膜,开展了硒化铋薄膜的生长、结构和光学、电学性质研究,提出了新的中远红外透明导电材料的设计思路,主要研究内容可概括为以下三个方面:（1）多晶硒化铋薄膜的制备。由于磁控溅射是非平衡过程,因此我们首先要保证制备的硒化铋薄膜具有良好的结晶性。我们通过改变衬底温度和退火温度,成功地获得了结晶性良好的、层状生长的硒化铋薄膜,通过对其红外透明和导电性质的测试,我们确定了最佳的衬底温度和退火温度均为300℃,此时的硒化铋薄膜具有良好的电导性质（约350 S/cm）,同时在2.5¹2μm宽红外波段均具有高的透射率（约70%）。通过对薄膜的一系列表征和透射光谱的拟合,我们发现衬底温度和退火温度对硒化铋薄膜的红外透明导电性质的提高归因于载离子浓度的降低和弛豫时间的增加。（2）膜厚对硒化铋薄膜红外透明导电性能影响的研究。在保证硒化铋薄膜具有良好的结晶性的前提下,我们致力于进一步提升硒化铋的红外透明导电性能。由于硒化铋薄膜的层状生长模式,膜厚必然对硒化铋的性能有很大影响。因此我们改变了沉积时间,制备了不同膜厚的硒化铋薄膜,通过性能测试,我们确定了最佳的膜厚为45 nm。并且通过一系列表征和光谱拟合,我们揭示了膜厚对硒化铋薄膜性能的影响归因于膜厚增加导致载离子浓度降低,迁移率和弛豫时间增加。但过高的迁移率会导致红外波段的反射率的增加,从而导致透射率的降低。此外,通过与ITO薄膜的对比,证明了降低载流子浓度,提高迁移率是红外透明导电薄膜可行的设计思路。（3）硒引入对硒化铋薄膜红外透明导电性能影响的研究。在获得了性能最佳的硒化铋薄膜之后,我们开展了对硒化铋薄膜的掺杂改性研究。由于硒化铋薄膜在生长过程中容易产生硒空位,因此我们采用共溅射的方式制备了不同硒掺杂功率的硒化铋薄膜。通过性能表征,确定了最佳的掺杂功率为20 W。硒引入后对硒化铋薄膜的红外透明导电性能的改善（3⁵μm波段红外透射率增加至73%,电导率增加至1139 S/cm）,证明了这是一种有效的改性方式,为硒化铋薄膜红外透明导电性能的进一步提升提供了可行性方法。