硫系层状结构化合物Ge₂Sb₂Te₅（GST）已被作为相变存储材料广泛研究,研究结果表明GST具有低的晶格热传导、小的能带间隙以及大的有效质量等性能,具有作为热电材料的潜力。较大的载流子浓度限制了其热电效率的提高。因此本论文通过元素掺杂提高GST薄膜热电性能。本论文采用磁控溅射法制备元素掺杂GST薄膜,并对其元素含量、表面形貌、物相结构,化学态和禁带宽度进行研究,并测量了其热电性能,主要结论如下:（1）Sn掺杂薄膜内元素分布均匀,膜层质量完好。晶态薄膜析出FCC结构的Ge₂Sb₂Te₅相,晶格常数随着Sn含量的增加而增加。主要存在Ge-Te、Sb-Te以及Sn-Te化学键。根据化学键和成分的结果推断Sn元素进入到Ge₂Sb₂Te₅薄膜空位或替代Ge。非晶态Sn-GST薄膜的禁带宽度随着Sn含量的增加而减小,主要是因为能带结构局域态增加,能带间隙减小。晶态Sn-GST薄膜的禁带宽度随着Sn含量的增加而减小,这是因为空穴载流子之间的多体效应导致能带结构出现收敛。相同掺杂功率非晶薄膜的禁带宽度大于晶态的禁带宽度,那主要是因为经过退火之后,空穴浓度增高,杂质缺陷能级和价带距离缩小,禁带宽度减小。（2）沉积态试样的电阻率随着Sn掺杂量的升高呈现出降低的趋势,主要是由于参与导电的是Sn²⁺。晶态试样电阻率随着Sn掺杂量增加而减小,主要是因为杂质缺陷浓度增加导致空穴浓度增加。而20W的试样电阻率出现先减小后增大的现象,这是因为Sn掺杂含量较低,空穴浓度随温度升高而增加的趋势较小,无法抵消迁移率的降低。不同Sn靶材功率掺杂GST薄膜Seebeck系数随温度变化的规律,表现出和电阻率相似的变化。在非晶态时,不同的掺杂功率所得到的功率因子并没有呈现出很强的规律性。在晶态时,得出在同一掺杂功率下,功率因子随着温度的升高而增加以及不同掺杂功率时,随着掺杂功率的增加其功率因子也随之增加。在掺杂功率50W,温度723K时,得到功率因子最大值,值为1.88mW/K²*m,优于本试验所测试GST薄膜热电性能以及文献报道的本征GST块状以及其薄膜功率因子,并且已超过工业化生产最低功率因子指标。（3）Ag掺杂薄膜内的元素分布均匀,膜层质量完好。结晶态试样析出FCC结构的Ge₂Sb₂Te₅与Ag₈GeTe₆混合相。Ag-Ge₂Sb₂Te₅薄膜中主要存在Ge-Te、Sb-Te以及Ag-Te化学键,表明了Ag元素替代Ge₂Sb₂Te₅薄膜空位或Ge/Sb。在非晶态时,禁带宽度随着Ag含量的增加而减小,这是因为Ag含量增加,能带结构局域态增加,能带间隙减小。在晶态时,禁带宽度随着Ag含量的增加而增大,主要受B-M漂移以及多体效应的相互作用,在功率12W时,可能由于析出第二相过多,导致失去了规律性。（4）GST薄膜电阻率小于Ag-GST薄膜的电阻率,并且不同Ag-GST薄膜电阻率变化趋势以及数值基本一致。这是因为Ag是深能级杂质,并不影响其空穴浓度,但是由于杂质带来缺陷增加,增大了晶体结构的不完整性,因此增大了晶格对于载流子的散射作用,导致迁移率降低,因此,在相同温度下,Ag-GST薄膜的电阻率相比与GST薄膜更大。GST薄膜Seebeck系数小于不同Ag-GST薄膜的Seebeck系数,其变化趋势基本与电阻率数据相似,Ag功率6W、8W与10W的Seebeck系数变化相似,在12W时,Seebeck系数明显小于其他三种功率的Seebeck系数。由于空穴载流子浓度变化趋势很小,表明了空穴载流子有效质量存在差异。结晶态下Ag-GST薄膜的功率因子大于GST薄膜的功率因子,表明了Ag元素掺杂可以优化GST薄膜的热电性能。在Ag功率8W的功率因子始终处于最大值,并且已超过工业化生产最低的功率因子指标,因此可得出Ag元素掺杂GST薄膜最佳功率为8W,在温度723K时,得到最大的功率因子为0.692 mW/K²*m,此时的电阻率与塞贝克系数依次为104.7μΩ*m、319.77μV/K。