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作为一种重要的功能半导体材料,TiO2无毒、廉价并且具有良好的光电性能,被广泛应用于太阳能电池、污染物光催化降解、传感器、生物医学等领域。TiO2纳米管具有独特的有序管状结构、较大的比表面积、尺寸可控等优点,得到了越来越多的关注。禁带宽度较宽（3.2 eV）和光生电子-空穴对极易复合是其固有缺点,而对其进行掺杂改性是解决这两个缺点的有效途径。传统的掺杂方法存在掺杂量低、掺杂不均匀、易造成二次污染等问题。本文通过磁控溅射和阳极氧化相结合的方法制备了金属单掺杂、金属与非金属共掺杂的TiO2纳米管,所制备的纳米管掺杂量均匀、可控且无二次污染,并使其光电性能得到了明显改善。（1）通过磁控溅射和阳极氧化相结合的方法,制备了Cu掺杂TiO2纳米管。扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）分析表明,Cu离子以取代掺杂的方式均匀的进入TiO2纳米管晶格,影响了晶面的生长取向,有效的抑制了光生电子-空穴对的复合。随着Cu掺杂量的增加,纳米管出现了破损与塌陷,其有序管状结构遭到破坏。（2）通过改变磁控溅射的气体氛围,制备了Cu、N共掺杂TiO2纳米管。N元素的引入促进了锐钛矿向金红石的相变。N为取代掺杂和间隙掺杂,且对Cu的掺杂没有明显的影响。共掺杂不仅可以减小TiO2的禁带宽度,而且可以有效抑制光生电子-空穴对的复合,与单一Cu掺杂相比,Cu、N共掺杂的纳米管具有更强的光电性能。（3）用与Cu同一主族的贵金属Au取代Cu,通过相同方法制备Au、N共掺杂TiO2纳米管,结果发现Au是以金属态存在于纳米管,在Dewetting作用下产生团聚;Au抑制了TiO2纳米管的生长,随着Au沉积量的增加纳米管产生分层现象;与Cu、N共掺杂TiO2纳米管相比较,其光电流值较低。