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热电薄膜材料在微电子技术、生物工程、光电器件等许多领域，热电薄膜材料能够发挥重要的作用。薄膜材料在制备过程中尤其是气相沉积过程中，是一个由气相到固相骤冷的过程，易于形成非稳态物质，因此在研究热电材料成分、晶体结构以及物理机制等方面具有不可替代的重要性。由于薄膜材料特殊的物理化学性质，可以在二维方向上通过对其晶体结构、元素组成以及载流子浓度的调控从而实现对其电热输运性能的优化。本论文以Cu2-yX(X=Se，S)热电薄膜为研究对象，利用物理法脉冲激光沉积(PLD)制备薄膜，探索了Cu与硫族元素等离子体在脉冲激光沉积中的相互作用机制，研究了Cu2-yX(X=Se，S)薄膜的结构和电学性能，初步证实了Cu2-ySe化合物的各向异性，并通过光诱导效应对Cu2-yS薄膜的电性能进行了优化。主要取得以下成果: 1.利用脉冲激光沉积制备Cu基硫族化合物薄膜，通过采用动能分辨质谱仪、时间分辨等离子体成像法以及卢瑟福背散射等技术对薄膜制备过程中Cu+以及硫族元素等离子体在脉冲激光沉积中的相互作用机制进行分析，发现PLD中等离子体能量和组分受到激光能量和背景气体气压的影响。较高的等离子体能量或较高的背景气压能够实现靶材与薄膜之间的等比例传输。其中，等离子体与薄膜中的轻元素对激光以及Ar条件较为敏感:当薄膜中Cu为轻元素时，在真空或准真空条件下薄膜材料化学组分与所用靶材组分更为接近;薄膜中硫族元素为轻元素时，高密度背景气体分子的存在可以对等离子膨胀尤其是轻元素的膨胀有束缚作用。 2.利用脉冲激光沉积在LSAT(110)单晶基底上制备的Cu2-ySe薄膜，具有(001)高度择优取向。研究表明高温真空或准真空条件下制备的Cu2-ySe薄膜具有最佳的电学性能。通过采用富铜靶材，使Cu2-ySe薄膜的载流子浓度可以在1018～1021 cm-3范围内调控。随着Cu含量的不断增加，Cu2-ySe薄膜逐渐由半金属向半导体转变，进一步表明Cu2-ySe薄膜中y趋近于0，突破了理想的符合化学计量比的Cu2Se化合物难以制备的难题。此外，y趋近于0时，即载流子浓度较低时，Cu2-ySe薄膜在相变表现为一级相变。当载流子浓度较高时，Cu2-ySe薄膜表现出与块体材料类似的二级相变。然而，其热电性能在相变点的变化程度小于块体材料。造成这种现象的原因是在相变温度时Cu离子在<100>方向迁移引起的结构涨落弱于<001>方向，间接证明了Cu2-ySe化合物结构与电性能的各向异性。 3.利用脉冲激光沉积制备在玻璃基底上制备Cu2-yS薄膜，同过调节制备工艺优化Cu2-yS薄膜的电性能，结果表明由于S元素较高的饱和蒸汽压以及较轻的原子质量，使薄膜中含有不同y值的Cu2-yS化合物，并且在PLD制备薄膜过程中，利用元素自掺杂的方法并不能改善Cu2-yS薄膜的电性能。 4.利用脉冲激光沉积制备的Cu2-yS薄膜难以通过元素掺杂改善其电学性能。然而研究结果发现可以通过Cu2-yS的光电效应优化Cu2-yS薄膜的电学性能。通过利用并联电路模型研究了光诱导效应对薄膜的Seebeck系数、电导率以及载流子浓度的直接贡献，发现通过调节光强和光照时间，Cu2-yS薄膜的载流子浓度可以调控至最优范围内，从而使其功率因子提高900倍。因此，光诱导效应能够在不影响晶格结构的情况下达到优化Cu2-yS薄膜电学性能的目的，并为热电材料的单一物理变量的研究提供了有效途径。