Bi₂Te₃基微型热电器件的尺寸越小, 界面结合强度及接触电阻对于器件力学性能、开路电压以及输出功率等的影响就越显著。因此开发成本低、工艺简单的热电单元制备技术, 并使n型Bi₂Te₃基块体材料与阻挡层间的界面兼具低接触电阻、高结合强度具有重要意义。本工作将n型Bi₂Te₃基热电材料薄片在混合酸溶液(pH~3)中进行表面处理, 随后进行化学镀Ni(5 μm), 再与Cu电极焊接制备得到热电单元。腐蚀后, n型Bi₂Te₃基热电材料表面大的沟壑与Ni阻挡层间形成锚固效应, 腐蚀6 min的材料结合强度高达15.88 MPa。大沟壑表面进一步腐蚀后出现的精细分支与Ni阻挡层间形成纳米孔洞, 显著增大了界面接触电阻, 腐蚀2 min的材料达到2.23 Ω?cm²。最终, 腐蚀4 min后镀Ni的n型Bi₂Te₃基热电片材与p型Bi₂Te₃基热电片材制备的微型热电器件在20 K温差(高温端306 K, 低温端286 K)下的输出功率高达3.43 mW, 相较于商用电镀镀层制备的同尺寸器件提升了31.92%。本工作将为微型热电器件的性能优化提供支撑。

随着超快光学的发展和对以Bi₂Te₃为代表的拓扑绝缘体材料研究的深入，近几年，将拓扑绝缘体薄膜应用于超快光器件的研究方向发展迅速并发表了一系列研究成果，本文综述了近年来基于拓扑绝缘体材料的超快激光及光器件的研究。从材料结构及制备方法出发，介绍了其独特的光学及光电特性，总结了其在超快激光及光器件中的应用研究进展，回顾和讨论了这一领域的成就和挑战，并对将拓扑绝缘体薄膜材料应用于超快光器件的进一步研究进行了展望。

基于二维材料的非线性光开关是调Q光纤激光器的核心器件，二维材料光开关的浓度会直接影响其非线性光学吸收特性，从而改变脉冲的时域特性。因此，针对二维材料浓度对调Q光脉冲的影响进行了研究，并通过实验制作了基于不同浓度Ti: Bi₂Te₃可饱和吸收光开关，分析了Ti: Bi₂Te₃浓度对非线性光学吸收特性的影响，获得了调Q光脉冲的调制深度、脉冲宽度、重复频率和单脉冲能量随不同浓度Bi₂Te₃的变化关系。最终，针对谐振腔参数对Ti:Bi₂Te₃浓度进行优化，在泵浦功率为71 mW时，获得了中心波长为1 560 nm、脉冲宽度为8 μs，重复频率为14.2 kHz、平均输出功率2.15 mW、对应单脉冲能量为151.4 nJ的脉冲输出。