SrTiO₃是一种典型的,具有钙钛矿结构的,宽禁带金属氧化物,其本征禁带宽度大约在3.2eV。室温下,本征SrTiO₃不导电,属于绝缘体,但是通过适量的掺杂改性,可以变为半导体甚至超导体。通过改性的SrTiO₃在特定波长光的照射下会发光,而且在光照的条件下可以分解水制氢,分解有机污染物,也可以用作固体氧化物燃料电池,是一种很有潜力的光电材料。主要研究内容及结果:一、本文主要对p型SrTiO₃进行研究,首先对p型SrTiO₃进行理论研究,理论研究是基于第一性原理的计算,我们在Materials Studio 6.1软件中用CASTEP软件包进行计算,根据所查阅资料,我们确定了研究体系,以第Ⅲ主族元素掺杂为主,因此,我们计算了第Ⅲ主族常用元素（Al,Ga,In）的掺杂体系,主要计算了Al、Ga、In在同一掺杂浓度下的晶胞常数,形成焓,能带结构,电荷性质,电子态密度以及光学性质,从微观上揭示了掺杂元素对SrTiO₃电子结构和光学性质影响的机理。计算结果显示,Al、Ga、In掺杂SrTiO₃为p型掺杂,与本征SrTiO₃相比,掺杂后在可见光处均出现了吸收,这对于研究SrTiO₃的光催化性能,提供了新的方向。二、通过第一部分的研究我们得到,第Ⅲ主族元素掺杂SrTiO₃可以实现p型掺杂,我们对不同浓度Al掺杂SrTiO₃进行了计算,分别为1.11at%,2.22at%,3.33at%。计算的内容包括晶体结构,形成焓,能带结构,总态密度及分态密度以及光学性质。计算结果显示了,在一定浓度范围内,随着Al掺杂的浓度升高,掺杂体系的稳定性逐渐下降,体系的带隙逐渐增加,对可见光的吸收逐渐下降,计算结果表明,Al掺杂SrTiO₃浓度在1.11at%时,稳定性良好,光学吸收强,可为实验提供数据参考理论依据。三、运用射频磁控溅射,在室温下制备了本征和不同浓度Al掺杂SrTiO₃薄膜。根据前面的计算,我们制备了1.1%,2.2%,3.3%三种掺杂浓度的薄膜,并进行了退火处理。测量了薄膜的透过率,吸收值,以及光致发光光强度,分析数据,我们得到,Al掺杂SrTiO₃薄膜在可见光区中,它的透过率减小了,在可见光区中,它的吸收增强了。在一定浓度范围内,随着掺杂的Al浓度的增加,光学带隙先减小后增大。我们还发现杂质元素,对发光峰位置基本没有影响,只是增大了发光强度。四、通过第一性原理计算方法,我们计算了N掺杂SrTiO₃,N-Al共掺杂SrTiO₃的电子结构,能带结构,形成焓,态密度和光学性质,我们经过分析得到,N掺杂SrTiO₃表现为P型掺杂,带隙减小了。与N掺杂相比,N-Al共掺杂SrTiO₃空穴浓度有所增加,并且在可见光区域出现了较强吸收。表现出更加优异的性能。