二氧化钛(TiO2)是一种重要的直接带隙半导体材料,具有优异的物理、化学性质,在光催化降解有机物、场发射、太阳电池及传感器等方面等诸多领域具有重要的研究价值和广阔的应用前景。本论文的主要工作即是在多种衬底上制备TiO2纳米结构,并深入研究其光电特性。主要包括在化学气相沉积(CVD)硼掺杂金刚石(BDD)膜上制备TiO2纳米结构,并研究其电学特性及光催化特性；在硅(Si)单晶衬底上制备了开口的锐钛矿相TiO2纳米片；并研究上述纳米结构的光催化性能。获得了一些创新结果,具体研究内容如下：1.采用水热法,以ZnO为过渡层,在硼掺杂金刚石膜上生长了高密度的金红石相TiO2纳米棒。ZnO过渡层对生长TiO2纳米棒提供了非常有效地异相成核点。通过增加反应温度及反应时间,提高了TiO2纳米棒结晶质量,改变了其形貌及尺寸。获得了具有良好整流特性n-型TiO2纳米棒/BDD异质结结构,该结构具有较好的场发射特性。2.利用液相合成法,以ZnO纳米棒阵列作为模板,在硼掺杂金刚石膜上制备了TiO2纳米管阵列。获得了具有明显的整流特性的n-型TiO2纳米管/BDD异质结结构,该异质结结构表现出优异的光催化性能及很好重复性。3.利用液相合成法,以ZnO纳米片作为模板,在Si衬底上制备了开口的TiO2纳米片,并具有较好的光催化性能。