氧化物稀磁半导体由于具有光学透明性和室温的铁磁性被认为是实现自旋电子学器件的最有前途的一类材料。其低维纳米结构更是成为了研究的重点，目前，国际上对氧化物稀磁半导体的研究成果非常丰富，制备方法主要集中在脉冲激光沉积(PLD)、化学气相沉积(CVD)等高真空制备手段。本论文选择了更加温和的溶液化学方法来制备氧化物稀磁半导体的低维纳米结构：采用水热微乳液法制备了油酸分子包裹的Co掺杂TiO2(锐钛矿)纳米粒子，并采用适当的后处理措施如洗涤、退火、老化和光照等，系统地研究了制备条件对所制备纳米结构的生长、微结构及性质的影响，取得了如下的研究结果： ⑴Co元素掺杂浓度在0～23.27％之间可调，吸收光谱和扩展X射线精细结构谱等测试证明Co是替位掺杂。提出了纳米颗粒首尾相连成棒状的自组装生长机制，并且发现掺杂对TiO2纳米棒的生长有抑制作用，随着掺杂浓度的提高，纳米棒的长径比变得越来越小。另外还研究了退火和纳米晶凝聚与样品磁性的关系。 ⑵用顺磁共振谱研究了油酸包裹的Co掺杂TiO2纳米粒子的顺磁氧空位即F+心，发现表面F+心显示各向异性，且不稳定，在高温下被空气中的O2破坏；而430℃高温退火可促使体F+心生成，显示各向同性。F+心类型可由洗涤或退火调控，观察到F+心与铁磁性之间的关联，为F+心激发的铁磁机制提供直接的实验证据。 ⑶观察到Co掺杂TiO2纳米晶薄膜铁磁性的室温衰变，这种磁性衰变可能与空气中的氧分子在纳米晶界面的吸附导致界面F+心的破坏有关。我们采用低能量密度的248nm脉冲激光在空气中对这种老化的薄膜样品进行一定时间的辐照，发现光照后薄膜的本征铁磁性被重新激发。对光激发铁磁性的机理提出了初步的解释，认为可能起源于被Co杂质缺陷所俘获的光电子产生的束缚磁极子，从而诱导激发铁磁性耦合。这种光激发氧化物稀磁半导体铁磁性的方法具有普适性，在自旋电子学纳米器件中具有潜在而重要的应用价值。