β-FeSi2具有很高的光吸收系数(光子能量为1.0eV时，光吸收系数大于105cm-1)，被认为是一种新颖的光伏材料，理论上光电转化效率可以达到16[％]-23[％]。但是关于β-FeSi2材料的研究还很少，实验制备得到的β-FeSi2薄膜质量不高，目前最高的转化效率仅为3.7[％]。以下为本论文具体研究内容：
　　 利用室温对靶直流磁控溅射方法沉积Fe-Si薄膜后，在Ar气氛围中800℃退火2小时制备β-FeSi2薄膜。研究了溅射工艺参数，如溅射功率、工作气压、Ar气流量、沉积时间等对制备β-FeSi2薄膜的影响，对工艺参数进行了优化，发现在溅射功率为80W、工作气压为1.3Pa、Ar气流量为35sccm时溅射沉积Fe-Si薄膜，不仅可以得到单一相的β-FeSi2，而且薄膜结晶质量较好。
　　 利用室温对靶直流磁控溅射方法沉积Fe-Si薄膜后，对后续热处理条件进行了系统的研究。分析了退火温度以及退火时间对制备β-FeSi2薄膜的影响，得出了优化的热处理条件：
　　 在Ar气保护下800℃退火2小时。另外，还采用了电子束扫描的方式对磁控溅射沉积Fe-Si薄膜进行后续处理，直接形成了半导体相β-FeSi2。分析表明，采用电子束扫描对磁控溅射沉积的Fe-Si薄膜进行后续处理是非常有效的，薄膜的结晶质量随电子束扫描时间的延长而提高，但β-FeSi2/Si界面特性随电子束扫描时间的延长而降低。束流大小为4mA、扫描时间为45min为优化的电子束扫描条件。
　　 通过调节Fe靶和Si靶的相对面积，实现对沉积薄膜中Fe/Si原子比的精确控制，来研究Fe/Si原子比对于β-FeSi2薄膜结构特性及电学特性的影响。随着沉积薄膜中Fe/Si原子比的降低，β-FeSi2薄膜的导电类型会由p型转变为n型，表明Fe/Si原子比决定了未掺杂的β-FeSi2薄膜的导电类型。Fe/Si原子比接近1/2时，符合β-FeSi2的化学计量比，可以得到较低的载流子浓度和较高的霍尔迁移率。此外，还研究了不同的衬底材料，对于生长β-FeSi2薄膜的影响。在Si(111)衬底上制备得到的β-FeSi2薄膜的结构特性及电学特性较好。