稀磁半导体(DMSs)是一种由磁性过渡族金属(Fe，Co，Ni等)离子或稀土金属(Eu，Gd等)离子部分替代非磁性半导体中的阳离子所形成的新的一类半导体材料。由于其在自旋电子学领域广泛的应用前景，稀磁半导体吸引了越来越多的关注。为了满足实际应用的需要，要求其居里温度不低于室温。Co：TiO<,2>稀磁半导体薄膜被发现具有室温铁磁性，推动了这种宽禁带氧化物半导体的研究进程。 关于氧化物基稀磁半导体的铁磁性起源仍存在很大争议，实验结果多样，甚至互相矛盾。一些研究表明在过渡金属掺杂的TiO<,2>所检测到的铁磁性属于外部特性，即来自于磁性团簇或第二相；而另一些研究组却宣称不存在磁性团簇或第二相，认为铁磁性确是DMS本身的特性。 为了弄清这些问题，本文采用溶胶．凝胶方法和磁控溅射法制备了过渡金属(Fe，Co，Ni，Cu)掺杂的TiO<,2>基稀磁半导体粉末和薄膜。用X射线衍射仪、扫描探针显微镜系统、振动样品磁强计、X射线光电子能谱和物理性质测量系统等分析了样品的结构和磁性。 对于Co:TiO<,2>粉体样品，随温度的升高晶型由非晶态转变为锐钛矿，而后转变为金红石结构。随掺杂浓度的增大，晶格常数单调减小，表明Co替代Ti进入晶格形成稀磁半导体结构。但是磁性测量显示样品均为室温顺磁性。 用磁控溅射方法在SiO<,2>基底上制备了Ni:TiO<,2>和Fe:TiO<,2>薄膜。研究了掺杂浓度、退火温度、溅射气压等条件对薄膜结构和磁性的影响。结果表明铁磁性源于稀磁半导体的内禀特性，铁磁性的强弱密切依赖于TiO<,2>中氧空位的增加或减少。另外，采用磁控溅射法制备了不同掺杂浓度的Cu:TiO<,2>薄膜，观察到了室温铁磁性。在真空中退火薄膜为铁磁性，居里温度约为350 K，而在空气中退火薄膜为顺磁性。随着掺杂浓度的增加，磁矩降低。这些结果表明氧空位和最近邻铜原子的距离对铁磁性的产生起到了关键作用。