TiO₂具有光致亲水性能,即在紫外光照下,水滴与TiO₂薄膜的接触角很快变为零。这一特性使TiO₂具有自洁去污、防水雾等功能,具有广阔的应用前景,因而受到广泛关注。如何改善TiO₂薄膜的亲水性能,使其具有可见光活性,并使亲水性保持较长的时间,成为近年来的研究热点。本研究的目的在于探索采用磁控溅射法制备N掺杂TiO₂薄膜（N-TiO₂）和Al、N双掺杂TiO₂薄膜（Al/N-TiO₂）,改善TiO₂的亲水性能。主要工作包括:（1）用TiN陶瓷靶,以O2、Ar为工作气体,采用射频反应磁控溅射法制备N-TiO₂薄膜。用XRD、SEM、XPS、UV-Vis、CA（contact angle接触角）等分析测试手段研究其结构和性能。研究结果表明:部分N进入了TiO₂晶格,取代O,形成Ti—N键,产生了额外的氧空位;N掺杂使TiO₂薄膜的吸收边发生了红移;N掺杂对TiO₂薄膜光诱导亲水性能起了促进作用。（2）用Al/Ti金属镶嵌靶,以O2、N2和Ar为工作气体,采用直流反应磁控溅射法制备Al-TiO₂、N-TiO₂和Al/N-TiO₂薄膜。用XRD表征掺杂对薄膜晶体结构的影响;用SEM观察掺杂对薄膜表面形貌的影响;通过XPS测试分析掺杂对薄膜表面元素状态的影响;用PL（photoluminescence荧光发光光谱）研究薄膜的氧缺陷情况;用紫外—可见吸收光谱研究掺杂对薄膜光吸收的影响;用接触角测试评价薄膜的亲水性能。得出以下结论:Al掺杂使TiO₂晶胞体积变小,N掺杂使之变大;Al、N双掺杂TiO₂的晶胞体积大小介于Al-TiO₂和N-TiO₂之间;掺杂影响了TiO₂薄膜的表面形貌:Al掺杂和N掺杂都起到了抑制晶粒长大的作用;Al掺杂使薄膜表面更光滑致密;N掺杂使之更粗糙疏松;与纯TiO₂薄膜相比,Al、N双掺杂TiO₂薄膜具有更粗糙疏松的表面;部分Al和N进入了TiO₂的晶格,分别取代了Ti和O,使之产生了额外的氧空位;掺杂后TiO₂薄膜的吸收边发生了红移,吸收边大小依次为:Al/N-TiO₂ > N-TiO₂ > Al-TiO₂ > TiO₂。Al/N-TiO₂薄膜的亲水性能优于纯TiO₂、Al-TiO₂和N-TiO₂薄膜。Al、N双掺使TiO₂产生了额外的氧空位,缩小了带隙宽度,增加了对可见光的吸收,改善了TiO₂薄膜的亲水性能;