Bi2Te3材料作为室温下热电性能最好的半导体材料已被广泛研究,已有许多研究者们将其薄膜结构集成于功能器件以实现智能调控的目的,如在热红外隐身中集成Bi2Te3材料利用热电转换功能来降低目标表面的温度,从而减小目标表面的辐射量。本论文通过工艺优化,后续热处理工艺以及掺杂改性手段就Bi2Te3基薄膜的热电性能和红外吸收性能展开研究:1.首先从射频磁控溅射工艺研究入手得到制备Bi2Te3薄膜的最佳工艺参数。研究发现,薄膜的沉积时间会影响基底温度,从而严重影响薄膜晶化程度,而薄膜电阻与沉积时间呈非线性关系;薄膜沉积功率通过影响溅射的粒子能而改变薄膜结晶性及表面电阻,最终得到一个相对平稳的沉积功率值18 W、25 W和30 W。工作气压存在一个最优值0.6 Pa。在氩气流量17 sccm以下制得的薄膜相对更致密,薄膜表面电阻小于8Ω/□。2.研究了Bi2Te3薄膜热处理对热电性能和红外吸收性能的影响。研究发现长退火时间(60 min)下得到的功率因子16.48μW/K2cm大于短退火时间(30 min)下得到的功率因子11.43μW/K2cm;另外,随着退火温度升高,在短退火时间下红外吸收峰频率发生红移,而在长退火时间下吸收峰先发生红移再发生蓝移。3.采用自掺杂和Sn元素掺杂手段研究了薄膜成分变化对热电性能和红外吸收性能的影响。根据Bi2Te3晶体结构特征构建自掺杂模型和Sn掺杂模型,并以第一性原理计算为手段对其电子结构进行计算以优化掺杂成分。实验发现,薄膜的化学计量比为2.2:2.8时得到最大值6.41μW/K2cm,而掺入Sn原子后可以使得功率因数提高到7.97μW/K2cm,从其红外光谱也可以发现,自掺杂及Sn元素的引入对红外吸收峰强影响较大,而Sn元素掺入使得吸收峰频移很大,比自掺杂更有利于调控红外吸收频率。针对Bi2Te3薄膜的优良的热电性能与红外吸收峰的可调控特性,有望实现其在智能器件与功率器件中的应用。