TiO₂因其独特的物理化学性质,特别是作为光催化氧化剂,具有很高的氧化还原活性,在环境污染治理中有着广泛的应用前景,引起人们广泛关注。锐钛矿型TiO₂的稳定性比金红石型要差,但是在催化以及光催化领域却比金红石型更有效。在这些应用中,TiO₂的表面性质是研究的重点。本文从理论上研究锐钛矿型TiO₂（101）表面结构,以及硫（S）在该表面的掺杂和吸附。包括以下几个方面的内容:1)基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了锐钛矿型TiO₂（101）面的表面能和几何结构。计算的结果显示,锐钛矿型TiO₂（101）面应终止于二配位的O₂c和五配位的Ti_5c。18层的Slab厚度和4?的真空厚度可以将表面能收敛于0.01J/m²范围之内。计算的结果显示O_2c向表面里弛豫0.012A,Ti5c向外弛豫0.155A。2) Slab的厚度对能带结构和态密度有很大的影响。仔细分析能带结构和态密度后,发现原子的弛豫导致了表面原子上的电荷从外向内转移。表面各种键重新杂化,致使表面上的键的离子性减少,共价性增强,表面上的键长缩短。表面上的氧空位导致了缺陷态的产生,它位于导带底的边沿。3)比较S的阳离子掺杂和阴离子掺杂,发现了不同的能带结构和催化机制。S吸附在表面上的O空位,导致了与O空位相关的占据态的消失。S与表面的O原子的键连作用,有可能形成SO₂分子。计算出的表面形成能表明了O空位的产生影响表面分子的吸附,而S吸附在表面Ti空位上的结构最稳定。