当今社会生产能源需求量日益增多,开发新型绿色环保能源材料成为目前的研究重点。近年来,热电材料作为一种能够实现热能和电能直接相互转换的材料备受关注。热电材料的转换效率通常由ZT=?²?T/(?_e+?_ph)来衡量,所以优异的热电材料,具有高的Seebeck系数（?）,高电导率（?）和低的晶格热导率(?_ph)。碲化铋合金是目前唯一商用的热电材料体系,由于商业区熔晶棒机械性能较差,所以研究焦点转向机械性能较好的块体烧结材料,但是块体烧结材料的热电性能较差。提升块体烧结碲化铋材料的热电性能成为研究重点。碲化铋合金为层状材料,面内和面外的热电性能具有各向异性,其中面内热电性能较高。基于这一点,从提高面内的取向性入手,着重研究织构化对热电性能的影响。另一方面,通过复合高硬度热电材料,进一步提升块体烧结碲化铋合金的机械性能,并且保留较高的热电性能,以满足商业微型制冷器件的需求。另外在研究中,我们发现奇特电输运性能的Ge Mn Te₂和Pb Se-Ag Sb Se₂硫属热电材料。分别从自旋熵和自旋轨道耦合两个方面出发,着重研究电输运性能的物理机制,并尝试利用该机制来达成电性能的提升。通过了解自旋熵的调控和自旋轨道耦合半导体的电输运性能的变化规律,从而为达成高热电转化效率提供了新的思路,具体工作如下:（1）商业（Bi,Sb）₂Te₃晶棒的机械性能较差,但是机械性能较好的块体烧结材料热电性能较低。我们利用（Bi,Sb）₂Te₃合金面内和面外热电性能的差异,通过织构化的手段提升（00l）方向的取向性,从而将载流子迁移率从156 cm²V^-1s^-1提升到195 cm²V^-1s^-1。结合液相烧结技术,在热压过程中挤出液相Te从而形成致密位错,晶格热导率从0.8 Wm^-1K^-1降低至0.61 Wm^-1K^-1。同时优化电热输运性能,最终ZT峰值在350 K取得为1.17,同时300-500 K温度范围内平均ZT为1.0,高于商业区熔晶棒的热电性能。（2）（Bi,Sb）₂Te₃合金被广泛应用于商业热电制冷领域,但是其较差的力学性能,限制了热电制冷模块达到较高的制冷密度。通过复合Ge_0.5Mn_0.5Te不仅降低了晶格热导率也显著提升（Bi,Sb）₂Te₃合金的机械性能。通过进一步的载流子浓度调控,最终样品（Bi,Sb）₂Te₃-Ge_0.5Mn_0.5Te兼具高机械性能和高热电性能。维氏硬度从初始的（Bi,Sb）₂Te₃的0.45 GPa提升到含1%Ge_0.5Mn_0.5Te样品的0.81 GPa,而含1%Ge_0.5Mn_0.5Te样品的杨氏模量达到37.06 GPa。最终样品的ZT的最大值在353 K时取得,高于1.1。（3）Ge Mn Te₂具有与其禁带宽度不匹配的高Seebeck系数,经研究发现在Ge Mn Te₂体系中,磁学性能和Seebeck系数相互关联。Seebeck系数随着磁化率而变化。通过掺杂Se可以调节Ge Mn Te₂的自旋熵,进而提升Seebeck系数,Seebeck系数在843 K时从121.3μV/K提升到188.3μV/K。进一步通过掺杂Bi调控载流子浓度优化材料的热电性能,最终材料Ge_0.94Bi_0.06Te_1.94Se_0.06在843 K时ZT值达到1.41,高于文献中报道的单掺Bi的ZT值0.9。研究表明,在具有磁性的热电材料中,可能存在与磁性相关的热电性能,并且可以加以利用来提升热电转化效率。（4）研究发现在Pb Se-Ag Sb Se₂系统中,晶格常数减小使带隙从0.23 e V增加到0.5 e V,这与先前测试的Pb Se带隙负压力系数相反。通过理论计算发现自旋轨道耦合引起了电导率和Seebeck系数的解耦合。并且在Pb Se-Ag Sb Se₂中发现了和Pb Se基体完全不同的热电行为,最终在858 K下获得了1.65的高ZT值和0.86的高平均ZT值（300-858 K）。这项研究揭示了Pb Se-Ag Sb Se₂中的相对论效应,并且其热电性能有进一步提高的潜力。