热电材料能够实现热能和电能的直接转换,通常用于热电发电和制冷器件。随着纳米科技的进步和制备技术的提高,涌现出大量在低维材料中取得高ZT值的报道,掀起了热电材料的研究热潮。Bi₂Te₃基热电薄膜由于界面散射效应和量子限制效应使其热导率降低的同时还能保持较大的功率因子,因而具有获得高热电优值的潜力,备受研究者们的青睐。然而对其热电性能的研究大都集中在室温附近,超晶格材料中GeTe/Bi₂Te₃的ZT值鲜有报道。本文系统地研究了Bi₂Te₃薄膜和GeTe/Bi₂Te₃超晶格的电输运特性和热传导特性,分析了膜厚以及温度对其热电性能的影响。本文研究的Bi₂Te₃薄膜和GeTe/Bi₂Te₃超晶格均采用磁控溅射法制备,分别测试了退火后的薄膜在变温下的Seebeck系数、电导率以及热导率。结合相关的模型,从理论计算入手,对实验结果进行了分析,阐述了薄膜中载流子和声子的传输机制。利用经典尺寸效应和量子尺寸效应分别分析了Bi₂Te₃薄膜和GeTe/Bi₂Te₃超晶格电学性能随厚度的变化规律。采用Hicks提出的三维块体材料和二维量子阱材料中载流子的输运特性分析了温度对Bi₂Te₃薄膜和GeTe/Bi₂Te₃超晶格电学性能的影响。通过研究,退火能使薄膜从非晶态转变为晶态。晶态Bi₂Te₃薄膜在170℃最大的Seebeck系数和功率因子分别达475μV/K和7mW/（m·K²）;晶态GeTe/Bi₂Te₃超晶格在100℃左右Seebeck系数和功率因子达最大,分别为232μV/K和1.34mW/（m·K²）。采用3ω法测试了不同温度下薄膜的热导率,测得GeTe/Bi₂Te₃超晶格的热导率均低于Bi₂Te₃薄膜,室温下超晶格的热导率低至0.173W/mK。Bi₂Te₃薄膜的ZT值在170℃高达1.56,超过常规的块体材料。GeTe/Bi₂Te₃超晶格的ZT值最高只有0.76,主要是由于载流子的散射效应导致功率因子过低。本文的研究表明,通过设计最佳的薄膜厚度以及适用的温度环境,能够显著提高Bi₂Te₃基薄膜材料的ZT值,使其在热电领域具有广阔的应用前景。