由于在异质光催化、太阳能电池、气体传感器、光催化、清洁能源等方面的良好应用前景，二氧化钛(TiO2)多年来受到了科学家的广泛关注和深入研究。在自然界存在的三种二氧化钛晶体结构中，锐钛矿结构由于其高于金红石结构的光催化活性而成为了二氧化钛光催化研究的热点。然而单晶锐钛矿TiO2活性最高的(001)面只占其晶体总表面积非常小的比例，这极大的限制了锐钛矿TiO2的应用。本文采用第一性原理的方法计算了金红石和锐钛矿二氧化钛块体和表面弹性性质，在此基础上，通过外加应变实现了锐钛矿二氧化钛(001)面面积比的调控。由于相应应变可以有效地降低锐钛矿的带隙宽度，本文的研究表明外应变对提高TiO2光催化效率有着重要的意义。　　本论文具体研究内容和主要结论如下:　　1.精确计算了金红石和锐钛矿的体相弹性性质，并且首次系统地计算了金红石和锐钛矿结构(001)、(100)、(101)、(110)四个低指数面的表面能、表面应力和表面弹性常数。我们的结果填补了TiO2表面力学性质研究领域的空白。对理解TiO2表面重构、纳米尺寸TiO2的力学性质以及稳定性有着重要意义。　　2.在表面弹性性质的基础上，讨论了不同外应变调控锐钛矿结构(001)面面积比例的可能。首次发现沿[100]和[010]方向施加双轴应变时，(001)面面积占总表面积的比例显著上升;特别地，当沿[100]和[010]方向施加的双轴压应变达到5％的时候，(001)面面积占总表面积的比例达到了15％，是未加应变时的五倍。我们首次采用物理的方法提高了锐钛矿高活性(001)面的面积比，这一结果对提高锐钛矿TiO2的光催化效率有着重要意义。