作为环境友好型材料,TiO₂是一种无嗅无毒、性质稳定且原材料来源丰富的物质,同时具有优异的光学和电学性能,这些特点使其被广泛应用在医药化工、环境治理及光电器件制造等领域。但是随着对TiO₂在材料领域研究的不断深入,其在物理性能方面所表现出来的本征态电阻率高、迁移率低、带隙宽等特性限制了它在上述领域的进一步发展,已经不能满足当前市场的需求了。在大量文献调查基础上,本文另辟蹊径,通过合成制备有序多孔复合薄膜,并通过高温处理或等离子处理等手段,能够有针对性的调控TiO₂的光电特性,改善TiO₂的性能,打破目前TiO₂的应用瓶颈。基于上述情形,我们展开了以下工作。采用二次氧化法制备出有序多孔氧化铝（AAO）薄膜并以此为基底材料,再用直流反应磁控溅射技术在AAO模板上溅射沉积TiO₂并成功制备了有序多孔TiO₂-AAO复合薄膜。采用扫描探针显微镜（SPM）、S-4800冷场发射扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、能谱仪（EDS）、紫外分光光度计（UV-vis）、光致发光光谱仪（PL）、半导体特性分析系统（4200-SCS）等对样品进行了形貌、物相、光学及电学方面的表征与研究。具体工作如下:（1）通过二次氧化法,在6℃的低温环境下,0.3 mol/L的草酸电解液中通过调节氧化电压,制备出了不同孔径的有序多孔AAO模板;然后采用直流磁控溅射的方法,选择适当的溅射功率,通过控制溅射时间,在AAO模板上成功溅射了不同厚度的TiO₂薄膜,并在不同气氛下对TiO₂-AAO复合薄膜分别进行了高温处理或等离子处理。（2）采用扫描探针显微镜（SPM）、S-4800冷场发射扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、能谱仪（EDS）分别对样品形貌,晶型结构和元素组成进行了表征。从SPM和SEM可以发现样品具有明显的有序多孔结构,通过XRD测试可以发现,在不同制备条件下可以分别得到非晶或锐钛矿结构的多晶TiO₂样品。（3）使用紫外分光光度计（UV-vis）和光致发光光谱仪（PL）对样品的光学特性进行分析表征。测试结果表明,TiO₂-AAO复合薄膜的光学性能不仅与样品的孔径有关,还受到氮气气氛中的等离子体处理的影响,而薄膜厚度的影响则不明显。结果表明,氮等离子体处理可有效减小材料的光学带隙。我们认为,氮等离子体处理可在上述薄膜材料中产生许多新的氧空位;同时,氮还有可能在导带最小值附近形成新的能级。新的带隙状态可能导致吸收带边缘红移和本征光致发光的猝灭。（4）基于多晶TiO₂样品,制备了Au/TiO₂/Al₂O₃/Al电容器件,使用半导体性能测试仪对样品进行I-V测试,使用铁电压电分析仪（TF Analyzer 2000E）测试其电滞回线,使用精密阻抗分析仪（Agilent 4294A）对样品进行介电性能分析。结果表明,TiO₂-AAO复合薄膜具有较高的电阻系数,较大的储能密度,及较低的介电损耗。