稀磁半导体对于自旋电子学器件的实现和应用具有十分重要的意义。目前研究最多的稀磁半导体薄膜材料分为掺杂过渡金属(Mn、Co、Fe和Cr等)的Ⅱ-Ⅵ族、Ⅲ-Ⅴ族和过渡金属氧化物三类。2001年Y.Matsumoto等人在Science上发表TiO<,2>掺杂Co的材料具有高于室温居里温度铁磁性的实验结果，TiO<,2>掺杂Co稀磁半导体成为研究的重点。同样其它的TiO<,2>基稀磁半导体的研究也成为当前的重点与热点。本论文的内容主要从以下三个方面展开：首先，掺杂浓度是Mn<,X>Ti<,1-X>O<,2-δ>稀磁半导体中重要课题之一，掺杂浓度过高会破坏TiO<,2>晶体结构，饱和磁化强度变弱，但掺杂浓度太低，根据Dietl等人利用平均场理论计算的结果不利于提高居罩温度；其次，对于：Mn<,X>Ti<,1-X>O<,2-δ>稀磁半导体的磁性来源有三种观点：①Mn<,X>Ti<,1-X>O<,2-δ>的内禀铁磁性，②纳米尺寸的Mn团簇，③TiO<,2>的氧空位缺陷，到目前为止还没有统一；第三，Mn<,X>Ti<,1-X>O<,2-δ>稀磁半导体的光学性质和电子输运的研究还很少有报道。 使用分子束外延沉积技术(MBE)在SrTiO<,3>(001)衬底上成功制备了不同Mn掺杂浓度(3﹪、6﹪和10﹪)的TiO<,2>稀磁半导体薄膜，本底真空优于10<-8>Spa，生长过程氧气分压约为2.6×10<-3>pa，衬底温度约为460℃，Plasma射频功率为200W，薄膜的厚度都约为120nm。XRD对样品的结构表征表明：制备的薄膜结晶质量较高，没有发现Mn原子团簇存在，薄膜中只存在单一的Mn<,X>Ti<,1-X>O<,2-δ>相。X射线光电子能谱(XPS)分析结果表明： Mn以+2价固溶到TiO<,2>晶格中，Mn离子部分替代Ti离子是主要的存在方式。 磁性测量显示所有样品都具有室温铁磁性。我们分析了掺杂Mn浓度分别为3﹪、6﹪和10﹪的稀磁半导体薄膜在室温下的饱和磁化强度分别为0.85 μB/Mn、0.72 μB/Mn和0.26 μB/Mn，矫顽力分别为82Oe、51Oe和112Oe。薄膜样品的紫外可见光吸收光谱分析表明，掺Mn后吸收峰相对于本征TiO<,2>有较大的红移，说明掺Mn使TiO<,2>的禁带宽度变小。对薄膜样品电荷输运的研究表明，掺杂Mn后，薄膜的电阻率随着浓度的增加在减小，证明Mn的掺入使载流子浓度发生变化，从而改变了薄膜的电荷输运特性。