本论文研究过渡金属掺杂的氧化钛室温铁磁性质。首先：利用水热法合成了纳米TiO2结构，用XRD、SEM、TEM对上述结构进行了表征，在实验所得的数据上进一步探讨了TiO2纳米结构的合成机理。本实验由水热法制得的TiO2纳米管管长、直径分布有序，并且数量巨大。TiO2纳米结构依赖反应温度和反应前驱物的结构。实验结果表明纳米管是在水热处理过程中形成的，形成机理是纳米氧化钛颗粒在强碱作用下先形成Na2TiO3片状产物，随后卷曲而成纳米管。　　 其次，在水热法合成TiO2纳米管的基础上，成功制备了掺钻TiO2纳米管，并对其进行了结构表征、磁性表征、以及元素表征等等。样品呈纳米管状结构，其形貌结构与未掺钴时合成的氧化钛纳米管十分相似。实验结果表明，氢退火后的掺钴氧化钛纳米结构具有显著的铁磁现象，而空气退火的铁磁性则相比不那么明显。这主要是因为钴附近的氧空位提供了钴离子之间的交换耦合，使得系统产生了室温铁磁现象。氢退火后与空气烧结后二者的磁矩差异正是因为氢退火时氢气将氧元素从掺钴纳米线中抽出、造成了新的氧空位所致。相反，在空气中烧结会消耗掉氧空位，导致系统无铁磁性。　　 最后，对过渡元素掺杂的氧化钛室温铁磁性起源进行了探讨。目前的理论假说大致有四种，分别为以载流子作为媒质的类RKKY交换作用，双交换作用，平均场理论与F-center BMPs模型。我们的实验结果支持BMP模型，该模型1在解释过渡元素掺杂的氧化钛系统十分精确。