荧光探测技术在生物分子和生物细胞探测领域具有重大的应用价值,但是探测荧光信号的灵敏度有时不能满足人们的需求,而采用高性能的荧光增强基底是一种提高探测灵敏度的可行办法。荧光增强基底的概念是以纳米结构为基础的基底,在外界光场激发的条件下凭借材料独特的性质,提升吸附在荧光增强基底附近的荧光素分子的受激发概率,从而可以对不同的荧光素分子实现荧光增强的效果,以及增强由荧光素分子发出的荧光信号被探测能力。与以金属纳米材料为基础的荧光增强基底相比,无机非金属材料例如硅、二氧化硅、氧化锌（Zn O）等,以其为基础的荧光增强基底,具有防止荧光猝灭、折射率相对较高、形貌可控、制备方便、成本较低等特殊优势,与此同时还具有优异的荧光增强特性,成为了具有研究价值的课题。然而,目前人们所研究的荧光增强基底依然具有不可重复使用的缺点,针对该问题,本论文研究以二氧化钛（TiO₂）纳米棒阵列为基础的荧光增强基底的荧光增强特性,特别是TiO₂纳米棒阵列的光催化自清洁特性,从而验证基于TiO₂纳米棒阵列的荧光增强基底的可重复使用性。本论文主要研究内容分为三个方面:首先,制备TiO₂纳米棒阵列。采用磁控溅射制备了TiO₂薄膜,随后对薄膜样品进行退火处理,得到了适合作为纳米棒阵列籽晶层的TiO₂薄膜。本实验选用水热法在TiO₂籽晶层上制备形貌理想的TiO₂纳米棒阵列,分别改变前体溶液中钛酸四丁酯的用量以及p H等实验条件,得到直径范围在80 nm-240 nm的TiO₂纳米棒阵列。其次,本论文通过实验研究了以TiO₂纳米棒阵列为基的荧光增强基底的荧光增强特性。制备直径、密度接近的TiO₂、Zn O纳米棒阵列,以荧光素罗丹明6G（R6G）为荧光探针,通过荧光显微镜得到样品的荧光强度并与没有样品的硅片衬底进行比较,验证了TiO₂纳米棒阵列对R6G具有一定的荧光增强效果。制备直径分别为80 nm、120nm、160 nm、200 nm以及240 nm的TiO₂纳米棒阵列,对比以及分析直径不同的TiO₂纳米棒阵列的荧光增强特性,其中直径为160 nm的TiO₂纳米棒阵列的荧光增强效果相对较好,其荧光信号强度约为硅衬底的28倍。最后,本论文研究了TiO₂纳米棒阵列的光催化自清洁特性。将测试过的浸泡R6G的样品在氙灯下进行照射,调整合适的紫外光波长、照射时间、样品与光源间的距离,在荧光显微镜下再次测量TiO₂纳米棒阵列荧光强度信号,对比紫外光照射前后TiO₂纳米棒阵列荧光信号强度的变化,并对比分析硅片、TiO₂纳米棒阵列以及Zn O纳米棒阵列对R6G的降解效果。测试不同直径TiO₂纳米棒样品,对比它们对R6G的降解效果,包括对比降解R6G速率以及可重复使用性,分析不同样品性能差异的原因,其中直径为160 nm的纳米棒荧光信号强度的恢复效果最好,可以达到原荧光信号强度的95%左右,并且展现了优良的可重复使用性。本论文为以TiO₂纳米棒阵列为基的自清洁荧光增强基底的研发奠定了基础。