Ti02具有价格便宜、无毒、原料易得、抗光腐蚀性、化学稳定性高等优点,是目前研究最为广泛的半导体光催化剂之一。Ti02可应用于光催化分解水制氢、降解污染物或太阳能电池等多个方面。但Ti02禁带宽度较宽,仅吸收紫外光,对太阳能的利用率很低,限制了其在太阳能利用领域的实际应用,因而对Ti02进行各种修饰掺杂以提高其在可见光下光电转换效率的研究是当前的热点课题。本论文中运用射频磁控溅射方法在室温下制备二氧化钛薄膜于钛片基底上,其薄膜厚度由台阶仪测出大约为100nm。随后使用等离子体浸入式离子注入方法对Ti02薄膜进行不同时间和不同能量的碳离子注入掺杂,从而得到掺碳含量不同的Ti02薄膜。分别使用了XRD、XPS、AFM等来表征薄膜的形貌、价态以及光学特性。样品在可见光下的光电特性由电化学工作站记录,其光源为模拟太阳光的氙灯。结果表明,所有的样品都以锐钛矿形式出现。掺杂的碳离子或者以间隙原子挤入Ti02晶格内部,从而引起晶格畸变；或者替代了Ti4+离子,使得能带减小,使其吸收带边显著红移。在XPS光谱中,没有发现Ti-C键,从而证明了上述观点。当注入碳含量增多时,薄膜晶粒尺寸也随之减小,这也导致了晶格随着注入能量的增加而逐渐扭曲的原因。随着碳离子注入能量的变化,薄膜的表面形貌和元素价态也发生了相应的变化。在光生电流的测试中,所有掺碳样品都表现了光电增强的特性。其中注入能量12kv、注入时间30分钟的样品表现最佳,其在可见光照射下的瞬态光生电流值为未掺杂样品的2.5倍,从而证实了施加更高的注入能量或进一步延长注入时间对提高光生电流帮助有限。