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Mg-Si-Sn热电材料的热导率较低而电导率较高,而且热电性能优良,该材料的组成元素储量丰富且环保,是理想的中温区（400K-800K）热电材料。本课题使用Mg-Si-Sn靶材,利用磁控溅射设备制备Mg-Si-Sn薄膜,再利用X射线衍射分析仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）和德国林塞斯赛贝克系数/电阻分析系统LSR-3（热电性能测试仪）对薄膜材料进行分析,进而探究沉积温度、溅射功率、Mg含量和Sb掺杂量对薄膜材料的晶体结构、表面形貌及热电性能的影响。目前取得的主要研究成果如下:Mg-Si-Sn薄膜的晶体结构变化对其热电性能产生显著影响,而薄膜的晶体结构又与沉积温度、沉积功率有关。薄膜的沉积温度低于300°C时可以生成大量晶体结构为立方反萤石的Mg2（Sn,Si）固溶体相,功率因子可达约0.96mW·m-1·K-2;沉积温度达到350°C时,部分Mg2（Si,Sn）固溶体转变为正交相,功率因子最大约0.44mW·m-1·K-2;而沉积温度达到400°C薄膜的晶体结构为正交和六角混合的Mg2Si和Mg2Sn相,最大功率因子仅为0.17mW·m-1·K-2。射频功率的变化也会对晶体结构造成影响,溅射功率低于180W薄膜的晶体结构为六角与立方混合的Mg2Sn相及Mg2Si相,其电阻率最低而Seebeck系数绝对值较高,其功率因子最高约为0.8mW·m-1·K-2;溅射功率为180W至360W薄膜晶体结构转变为正交的Mg2（Si,Sn）固溶体,其功率因子最高仅为0.33mW·m-1·K-2;溅射功率高于360W时薄膜中主要为Sn单质。研究结果显示,立方反萤石晶体结构的Mg2（Sn,Si）固溶体热电性能要优于正交相或六角相。Mg-Si-Sn薄膜中Mg含量对Mg2（Sn,Si）固溶体含量起主导作用。实验结果显示,Mg含量高的试样,其立方反萤石Mg2（Si,Sn）固溶体含量也高,最大功率因子达4.0mW·m-1·K-2,这远高于其他试样,热电性能优良。研究过程中采用三种Mg含量的控制方式,分别为直接于靶材上放置Mg粒、Mg靶与Mg-Si-Sn靶共溅射、Mg靶与Mg-Si-Sn靶顺序沉积溅射,其中顺序沉积的方式最优。掺杂是有效提升热电性能的方式。Sb的掺杂量约8.8at.%时的薄膜,表面形貌更致密,Seebeck系数较高,对应的电导率较低,则功率因子也较高,热电性能得到较为明显地提升。