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Bi-Te-Sb体系合金是目前室温附近性能最佳的热电转换材料。据量子力学理论预测，低维尺度的材料，由于量子限域效应，其热电性能会大幅度提高。电化学沉积法是一种易于控制调节材料化学组成、简单易行、成本低的低维热电材料制备方法。但是，采用电沉积法制备二维热电薄膜材料只是在金属电极上研究过，然而金属电极优异的导电性能制约了热电薄膜性能的研究和应用。另外，一维纳米线热电性能的研究大多是测试单根纳米线的微电流和微温差，测量误差对测量结果影响非常大。本文根据研究现状所存在的问题，主要开展了以下工作：
⑴研究在氧化铝多孔模板中电化学沉积直径为100nm的Bi2Te3纳米阵列。通过研究电沉积的沉积电位、溶液酸度以及浓度比对产物纯度及填充率的影响，确定了氧化铝模板中电化学沉积Bi2Te3纳米线的条件为：电解液pH值为0.176时，沉积电位为-1.8V，电解液中Bi3+和HTeO2+两种离子浓度比为3∶4。制备出了高纯度、高密度(填充率达到95％)、具有{110}方向高度优先取向的Bi2Te3纳米阵列。
⑵提出宏观集合体测试方法，即测试大量单根纳米线两端微温差和其中的微电流的总和的方法。采用宏观集合体法测试Bi2Te3纳米阵列的热电性能。研究了纳米线的直径、模板的填充率和热导率对宏观集合体法测试纳米阵列性能的影响。结果表明纳米阵列的热电性能随着纳米阵列直径的减小、模板填充率的增加和热导率的降低而提高。根据宏观集合体法原理，制作了一个由三层Bi2Te3纳米阵列/氧化铝模板组成的测试装置，对Bi2Te3纳米阵列的电导率和Seebeck系数进行测量。测试结果(12S/m和-72μV/K)与理论计算值(18S/m和-170μV/K)比较，初步验证了宏观集合体法测试热电纳米阵列电导率和Seebeck系数的可行性。
⑶研究在半导体硅衬底上直接电化学沉积Sb-Te体系热电薄膜的成核和生长机理。研究了电沉积Sb-Te体系热电薄膜的循环伏安曲线，电流-时间双对数曲线和硅表面成核的微观形貌。研究表明电沉积Sb-Te体系热电薄膜遵循的是三维扩散控制的连续成核机理，且成核是随机分布的。
⑷根据Sb-Te体系薄膜生长机理，控制其生长条件，制备性能优异的热电薄膜。根据三维扩散控制连续成核机理，减缓成核速度，才能得到均一、致密的热电薄膜。沉积电压对薄膜微结构的影响的研究表明薄膜的成核和生长是受库仑作用力、相互吸引作用以及热运动三种作用力的综合控制，在沉积电位为-3.9V时，这三种作用力的综合效果较小，晶核生长速度缓慢，生长的薄膜均一、致密且具有较高的电导率和Seebeck系数，分别可达1.12×104S/m和204μV/K，从而使得二维薄膜材料在微电子器件中的应用成为可能。