热电材料是一种可以直接将热能转化为电能的环境友好型材料,近年来引起了广泛关注。材料的热电优值（ZT,T为绝对温度）可以由Seebeck系数（S）、电阻率（ρ）和热导率（κ）共同决定,其定义为ZT=S2T/ρ·κ。In₄Se₃化合物具有很强各向异性准二维层状的晶体结构,是一个潜在的热电材料新体系,其特点为能隙适中,Seebeck系数大,热导低。对In₄Se₃基材料的研究多数集中在相对易得的多晶材料,原因是多晶材料不存在强各向异性的问题,多晶的界面效应可以有效降低材料的热导。本论文对In₄Se₃的不同晶格位置进行了掺杂改性研究,利用各种物相分析,热电性能表征,Hall效应测试等手段以及理论计算,研究了温度、取代位置、载流子浓度（ne）、微观结构和热电性能之间的关系。采用两步固相合成法结合真空热压烧结技术制备了 In₄Se₃纯相和系列掺杂材料In_4-xYb_xSe₃（x = 0.01-0.09）,In_4-xM)xSe)3（x= 0.01-0.05）（M = Dy,Y）,In_4-xSe_3-3x（YbCl₃）x（x =0.03-0.07）,In_4xSe_3-x（AI）x（x = 0.01-0.09）（A = Na,K）,In_3.97Se_2.97（NaI）_0.03Yb_y（y = 0-0.05）以及In_4-xNi_xSe₃ = 0.01-0.1)。主要结果如下:（1）改进材料合成工艺,得到In₄Se₃纯相,并对纯相进行物相分析和性能表征,对比得知各数据与文献报导值基本一致,证明使用这种合成工艺合成多晶In₄Se₃及In₄Se₃基材料是可行的。（2）能量计算表明In4位置是最适合Yb取代,实验表明在这个位置的溶解度约为0.05 mol,取代位置的改变,导致体积随掺杂量增加呈非线性关系。Yb原子在In₄Se₃基材料起多种作用。首先,Yb掺杂将形成费米能级钉扎（Fermi level pinning）,对载流子浓度起缓冲作用使其下降。其次,Yb的f、d轨道在费米能级附近产生共振能级（resonant states）,一方面通过增强电子能态密度（DOSs）使Seebeck系数增大,另一方面也可作为虚拟束缚态捕获电子。最后,由于原子质量大,Yb的掺杂使材料热导降低。综合以上结果,In3.95Yb0.05Se3热电性能提高33%,表明ne持续减少的情况下热电性能仍有可能被优化。其他稀土金属Y、Dy的取代也能增强Seebeck系数,而YbC13则在In₄Se₃晶格中溶解度较小。（3）掺杂碱金属碘化物提高了材料的载流子浓度,降低迁移率,最终对材料电阻率的影响不定。而同时掺杂Yb、NaI,由于同时调节了 Seebeck系数和电阻率,最终使热电性能提高66%。（4）磁性原子Ni优先取代In3位置,一方面Ni能表现出施主性质,另一方面由于Se能与Ni形成更加稳定的键将使得这种施主效应弱化。另外,Hall测试结果表明磁性对于In₄Se₃体系的载流子浓度没有显著影响。