Bi₂O₃薄膜拥有许多独特的性质,如宽带隙,高折射率,高介电常数,优异的光电导性和光致荧光效应等,因而在半导体氧化物材料体系中有着非常重要的地位。Bi₂O₃薄膜性质的独特性源于Bi₂O₃形态的多样性,而其形态的多样性一方面与制备条件息息相关,另一方面则与其应用紧密相联。本论文首先采用溶胶-凝胶法和浸渍-提拉技术在载玻片上制备了Bi₂O₃薄膜,并采用多种测试手段研究了其结构和性质,然后以偶氮染料甲基橙的光催化降解反应为模型,考察了Bi₂O₃结构和光催化性质的关系,最后对Er3+掺杂的Bi₂O₃薄膜的结构和光催化性能进行了初步研究。对未掺杂的Bi₂O₃薄膜的结构分析表明,Bi₂O₃薄膜主要为β-Bi₂O₃和Bi2O2.33组成的多晶多相体系,进一步分析表明玻璃基片上Bi₂O₃薄膜的生长有择优取向现象,而热处理温度对薄膜的组成和性质有决定性作用,随着热处理温度的升高,Bi2O2.33在薄膜中的相对含量增多,导致薄膜的禁带宽度随着热处理温度升高而增大,550℃热处理过的Bi₂O₃薄膜主要物相为Bi2O2.33,直接带隙为3.81eV。对Er3+改性的Bi₂O₃薄膜的结构分析表明,Er3+具有稳定物相的作用,少量的Er3+能够将β相保留到室温,还抑制了Bi₂O₃晶粒的长大,增加了薄膜的表面致密度。对Bi₂O₃薄膜进行的光催化实验表明,未掺杂和Er3+改性的Bi₂O₃薄膜对低浓度甲基橙的紫外光降解遵循Langmuir-Hinshelwood模型。在所有未掺杂的催化剂中,经过550℃热处理的Bi₂O₃薄膜具有最好的催化性能,进一步分析得出Bi₂O₃薄膜的微观结构和禁带宽度是影响其催化活性的直接原因。而Er3+掺杂的Bi₂O₃薄膜的降解能力受动力学因素控制,最终决定于Er3+掺杂量的多少。