由于过渡金属外层电子的多样性,其氧化物具有丰富的物理性质,广泛应用于半导体、催化、传感器、磁存储、发光材料、太阳能、燃料电池、锂电池、超级电容器、生物传感、无机颜料、热电以及超导等领域。特别是在超导领域中,过渡金属氧化物涌现出了种类繁多的超导体系和奇特的超导性质,对超导研究起到了至关重要的推动作用。其中以钛元素为基础形成的钛基氧化物超导体尤为突出,例如首次发现的氧化物超导体以及首次发现的界面超导体都是钛基氧化物。最近,钛基氧化物中的氧化钛超导体吸引了研究人员的目光,包括TiO、Ti2O3、γ-Ti3O5和Ti4O7,这种氧含量变化范围如此大的超导体值得更深入的研究。并且,只由钛和氧元素构成的氧化钛超导体排除了其它元素的干扰,更有利于从本质上理解钛基氧化物超导体系的各类现象和机理。本论文以氧化钛超导体为研究对象,对其超导性质和超导现象进行了深入的研究。在第一章中,我们重点介绍了氧化钛超导体的种类和物理性质,分析了超导与铁磁的相互作用以及超导体中的量子相变,最后概述了激光诱导横向电压的发展历程和应用价值。在第二章中,我们通过脉冲激光沉积技术,采用金属钛靶在α-Al2O3(0001)单晶衬底上制备了不同氧含量的氧化钛薄膜(Ti2O、TiO1+δ和γ-Ti3O5),并对它们的结构和电输运性质进行了系统的研究。发现Ti2O为金属性,TiO1+δ展现了超导性,γ-Ti3O5为半导体性,它们的电输运行为分别符合布洛赫-格林爱森模型、可变程跃迁模型和小极化子跃迁模型。并且TiO1+δ薄膜的超导电性随着氧含量的增加逐渐降低,这是由于氧含量的增加导致载流子浓度的降低和无序度的增强,使得超导库珀对的形成被抑制。在第三章中,我们观察到TiO1+δ薄膜随着氧含量的增加,展现了量子超导绝缘转变(SIT)行为,其临界转变块电阻接近量子电阻RQ=h/4e2=6.45kΩ/□,符合脏玻色子模型。此外,通过外加磁场也实现了TiO1+δ薄膜的量子SIT,并且标度分析预示其为无序体系,与脏玻色子模型的预测一致。最后表征了 TiO1+δ薄膜的二维超导电性,构建了 TiO1+δ薄膜的量子SIT相图,阐述了相变过程中的物理机制。在第四章中,我们利用脉冲激光沉积技术在α-Al2O3(0001)单晶衬底上制备了Ti1-xMgxO(x=0、0.05、0.1、0.2和0.4)薄膜,观测到了与载流子浓度和无序强度相关的超导电性增强现象,其超导转变温度随着Mg掺杂量的增加呈拱形变化。同时,Mg掺杂增强了Ti1-xMgxO薄膜中的铁磁性,发现了超导铁磁共存现象。另外,我们进行了第一性原理计算并对所有的实验结果实现了一致的解释,揭示了体系载流子浓度、无序强度和铁磁性随Mg掺杂量变化的可能起源,其中铁磁性主要来源于Mg原子周围Ti原子3d态的自旋极化。在第五章中,我们在(111)取向的TiO1+δ薄膜中探测到了显著的激光诱导横向电压(LITV)信号,并系统地研究了 TiO1+δ薄膜面内测量角度、氧含量、激光能量密度、样品温度和激光波长对其LITV的影响。TiO1+δ薄膜的LITV信号随着氧含量的增加而逐渐减弱,这可能是由于热电效率和塞贝克系数各向异性的减弱。此外,当辐照激光的光子能量小于材料的带隙时,材料产生的LITV信号是由横向热电效应引起的,而当辐照激光的光子能量大于材料的带隙时,材料产生的LITV信号既包含横向光伏效应的贡献也有横向热电效应的贡献。