三碲化二铋是一种具有特殊电学性质的半导体材料，化学式为Bi₂Te₃。这种化合物由铋(Bi)和碲(Te)元素按2:3的比例组成，属于V-VI族化合物半导体。它在室温下表现出优异的热电性能（热电优值ZT约0.8-1.0），是目前已知室温热电转换效率最高的材料之一。
这种层状结构材料具有典型的六方晶系结构(R-3m空间群)，其晶格常数a=0.438nm，c=3.049nm。特别值得注意的是，三碲化二铋存在显著的各向异性，沿c轴方向的热导率(0.6W/m·K)明显低于ab面方向(1.2W/m·K)，这种特性使其特别适合用于热电应用。
在实际应用中，三碲化二铋常通过区域熔炼或布里奇曼法制备单晶，或采用热压烧结工艺制备多晶材料。通过掺杂可以调控其载流子浓度（n型掺杂常用Se替代Te，p型掺杂常用Sb替代Bi），从而优化其热电性能。近年来，纳米结构化的Bi₂Te₃材料展现出更低的晶格热导率，将ZT值提升至1.5以上。
除热电领域外，三碲化二铋在拓扑绝缘体研究中也备受关注。其表面态受到强自旋轨道耦合作用，能够实现无耗散的自旋输运。这种特性使其在自旋电子器件和量子计算领域具有潜在应用价值。需要注意的是，Bi₂Te₃在空气中相对稳定，但在高温下可能发生氧化，因此通常需要在惰性气氛中加工处理。
