TiO₂是一种拥有丰富表面缺陷的宽禁带半导体材料,具有优越的化学稳定性、实用性、无毒性和生物兼容性。由于TiO₂的拉曼增强因子较弱,因而限制了其在表面增强拉曼（Surface-enhanced Raman Scattering,SERS）领域的应用。本论文主要通过掺杂非金属元素改进TiO₂作为表面增强拉曼散射基底的性能。主要研究内容与结果如下:1.以磷酸为P源,通过溶胶水热法制备P掺杂纳米TiO₂,以4-巯基苯甲酸（MBA）为探针分子构建TiO₂/MBA结构,研究P掺杂提高纳米TiO₂ SERS性能的机理。通过透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外漫反射（DRS）表征二氧化钛的形貌结构、化学组成和光学性能,结果表明,本章制备的P掺杂TiO₂为锐钛矿型纳米颗粒,粒径范围6-12 nm,P⁵⁺替代Ti⁴⁺,以取代掺杂的形式进入TiO₂晶格,当P掺杂量在2%时,MBA分子具有最强的SERS信号,这是因为适量的P掺杂能够在纳米TiO₂的禁带中形成P掺杂能级,丰富TiO₂的表面缺陷,通过促进电荷从TiO₂向MBA分子转移,提高MBA分子的SERS信号强度。2.以氯化铵为N源,通过溶胶水热法制备N掺杂纳米TiO₂,以4-巯基苯甲酸（MBA）为探针分子构建TiO₂/MBA结构,研究N掺杂提高TiO₂ SERS性能的机理。样品的形貌结构、化学组成和光学性能通过TEM、XRD、XPS和DRS谱图来表征。结果表明,本章制备的N掺杂TiO₂为锐钛矿型纳米颗粒,粒径约11 nm,掺杂并没有改变TiO₂的晶型,N元素以两种形式存在于TiO₂中,一种是N替换O的取代型掺杂,另一种是N元素的间隙掺杂。N掺杂能够显著提升TiO₂的SERS性能,当N掺杂量在1%时,MBA分子具有最强的SERS信号,这是因为N掺杂能在TiO₂禁带中形成的N掺杂能级,从而有利于电荷从TiO₂向MBA分子转移。3.采用Lee和Meisel的实验方法制备银溶胶,与P、N掺杂的TiO₂耦合,构建掺杂型TiO₂/MBA/Ag三明治结构。在加入银溶胶后,MBA的拉曼信号相比TiO₂/MBA基底有了进一步增强,在掺杂型TiO₂/MBA/Ag结构中,2%的P掺杂和1%的N掺杂TiO₂拥有最高的SERS增强倍数。在掺杂了1%的N元素后,1%N-TiO₂/MBA/Ag基底的灵敏度比纯TiO₂/MBA/Ag基底提高了一个数量级。4.研究了诺氟沙星在1%N掺杂TiO₂基底下的SERS谱图,发现1%N掺杂TiO₂能显著提高诺氟沙星的拉曼信号。Ag粒子的加入进一步增强吸附在1%N-TiO₂上诺氟沙星分子的拉曼信号,但SERS基底的灵敏度并未提高。当p H为6～7时,诺氟沙星的拉曼信号最强。