热电薄膜与周期结构及自旋塞贝克效应系统：性能优化的若干方面

传感器、物联网和可穿戴设备市场的不断增长正推动低成本能量收集材料与系统的发展。基于薄膜的热电（TE）器件能够利用无处不在的废热来满足能量需求。本综述从微观结构控制、掺杂、缺陷、组分、表面粗糙度、衬底效应、界面控制、纳米复合以及通过调控各种沉积参数和后续热处理实现的晶体择优取向等方面，叙述了制备高性能TE薄膜与超晶格结构的最新进展。综述首先简要介绍热传导机制、周期层中的量子限制效应、薄膜沉积工艺、面向TE面内器件的薄膜构型与设计考量以及表征技术。随后分析Bi2(Te,Se)3和(Bi,Sb)2Te3、PbTe、GeTe、SnSe、SnTe、Cu2-xSe和方钴矿薄膜（包括超晶格）的TE性能以及TE发电机、传感器和制冷器件的性能方面的最新发现。还分析了薄膜厚度依赖的微观结构演化及与温度相关的TE特性。在基于自旋塞贝克效应（SSE）的系统中，从新系统设计、信号收集、磁调控、界面条件、厚度依赖的纵向自旋塞贝克信号以及不同双层系统中纵向SSE（LSSE）内声子和磁子输运的长度尺度等方面，涵盖了SSE机制分析、自首次观测以来增强自旋塞贝克信号的发展以及近期进展。最后，讨论了进一步提升TE薄膜zT值和多种系统自旋塞贝克信号的可能策略。