● 摘要
热电材料是一种可集发电与制冷两种功能于一身的新型功能材料，已经成为二十一世纪新型功能材料研究领域的热点。近年来，人们对热电材料的研究重点主要放在提升衡量材料热电性能的无量纲热电优值系数ZT=Tσα2/κ以及提升温差发电器件的热电转换效率上。自半导体物理学研究成为热点之后，被发现的材料的热电优值一直维持在1左右。自上世纪90年代末期，随着低维数材料的兴起，ZT值突破屏障，最高达到了4。
本论文概述了热电效应的理论基础，温差发电器的基本原理与应用，并进行了对热电材料的的发展历史，发展现状及发展趋势的综合性论述，为热电材料的研究起到一定的指导性作用。此外，本文针对如何提高热电材料的优值系数及热电转化效率进行了分析，采用一种面向航天探测器同位素核燃料电池应用的n-SiGe/p-BC多层膜结构的薄膜热电材料，并从理论角度分析量子阱结构通过声子约束效应作用机制对材料热电性能的提升。
在理论基础上，本文设计实验，利用直流、单级脉冲磁控溅射法制备p-BC膜层样品，研究衬底清洗工艺，衬底温度，等参数对样品微观结构，表面形貌，电学性能及热电性能的影响，优化工艺参数，在工作气压为0.4 Pa、靶基距为10 cm，衬底温度500 ℃，功率密度1.83 W/cm2条件下得到有优良导电性能的薄膜结构P型B4C/B9C单层薄膜样品及量子阱多层膜结构样品。