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纳米二氧化钛半导体薄膜在光电转换、光催化和太阳能制氢等领域中具有重要的应用,长期以来一直是凝聚态物理研究的热点之一.TiO<,2>是一种宽带半导体材料,带宽大于3eV,仅能吸收太阳光谱不到5％的紫外光,太阳能利用率极低,这大大限制了其实际应用.怎样提高TiO<,2>的太阳能利用率是研究的前沿问题.本文采用多靶射频磁控溅射法制备了铁酸锌/二氧化硅、铁酸锌/二氧化钛纳米复合薄膜,研究了复合薄膜的结构、光吸收和不同温度下的荧光性能,重点讨论了11K温度下铁酸锌/二氧化钛纳米复合薄膜中铁酸锌纳米粒子与基底二氧化钛晶格的界面耦合引起的电子—晶格相互作用.1.窄带隙材料ZnFe<,2>O<,4>的结晶性能及其结晶状态对其光吸收边的影响;通过调节热处理温度和样品中ZnFe<,2>O<,4>的含量,成功制备了不同颗粒尺寸的ZnFe<,2>O<,4>(包括常规纳米颗粒和团簇)与SiO<,2>的复合薄膜体系.研究了样品的光吸收特性及ZnFe<,2>O<,4>结晶状态的影响.2.ZnFe<,2>O<,4>的添加提高了TiO<,2>薄膜的晶化温度,降低了由锐钛矿向金红石的相转变温度;适量ZnFe<,2>O<,4>的添加提高了TiO<,2>薄膜的晶化温度,由纯TiO<,2>薄膜的250℃提高到了复合薄膜的450℃;同时,降低了TiO<,2>由锐钛矿向金红石相转变的温度,由纯薄膜的900℃降低到了650℃.ZnFe<,2>O<,4>的添加抑制了TiO<,2>颗粒的长大,颗粒尺寸变小,应变能增大,活化能降低,从而提高了晶化温度,降低了相转变温度.3.ZnFe<,2>O<,4>的添加实现了TiO<,2>的光吸收边从近紫外到可见光区的可控调制;TiO<,2>薄膜和ZnFe<,2>O<,4>/TiO<,2>纳米复合薄膜的光吸收谱研究表明,TiO<,2>吸收带隙倾向于直接带隙的跃迁,而且随着退火温度的降低和ZnFe<,2>O<,4>含量的减少发生了巨蓝移.4.ZnFe<,2>O<,4>/TiO<,2>纳米复合薄膜较纯TiO<,2>薄膜荧光性能显著增强,观测到了多声子伴随发射的周期荧光谱;研究了2wt％和3wt％ZnFe<,2>O<,4>/TiO<,2>纳米复合薄膜在不同温度下的光致发光谱.5.应用黄-里斯模型结合最小二乘法较好地对11K温度下观测到的多声子伴随发射周期荧光谱进行了数据拟合及相应物理参数的分析,并在实验上证实了这些物理参数;通过Franch-Condon近似和Huang-Rhys模型分析了11K温度下ZnFe<,2>O<,4>/TiO<,2>纳米复合薄膜的光致发光谱和多声子伴峰.