能源与环境问题是人类发展面临的两大难题,发展清洁的可再生能源是解决问题的关键,因此探索和发展新能源材料成为人们的研究热点。作为新能源材料中的重要成员,TiO₂良好的化学稳定性,无毒性以及独特的光学和电学性能等优点,深受研究人员的青睐。本文通过原子层沉积结合快速光热退火或微波退火制备了锐钛矿型TiO₂薄膜,研究了不同退火方法对沉积态薄膜的微结构、表面形貌和光学性能的影响。主要研究结果如下:（1）以TiCl₄和H₂O为前驱体,利用原子层沉积方法在K9光学玻璃衬底上制备了不同循环周期的TiO₂薄膜,并对样品进行了表征,结果表明,在温度为220°C,沉积周期数分别为1000和3000的条件下,可制备出具有不同厚度和不同结晶形态的TiO₂薄膜。（2）以石英玻璃和P型硅为衬底,120°C为沉积温度,沉积周期数为3000,并结合快速光热退火工艺制备出锐钛矿型TiO₂薄膜,采用XRD、Raman、SEM、EDS、XPS、AFM、椭偏仪和UV-vis等对薄膜的形貌和光学性能进行了表征,研究了不同衬底和退火温度对锐钛矿结构TiO₂薄膜的形貌和微结构的影响。结果表明,退火温度越高,平均晶粒尺寸越大;薄膜表面粗糙度随之增加;折射率与消光系数越大,透光率越小,最低为76.61%。当退火温度为600°C时,在P型硅衬底上可制备出结晶质量良好的锐钛矿型TiO₂薄膜,光学带隙约为3.22eV,接近锐钛矿型TiO₂光学带隙的理论值。（3）对P型硅衬底上的非晶型TiO₂薄膜分别进行400°C、500°C、600°C的微波退火处理,采用XRD、Raman、SEM、EDS和XPS对薄膜进行了形貌结构和组分表征,研究了退火温度对TiO₂薄膜的性能影响。结果表明,在P型硅衬底上,微波退火的非热效应更有利于锐钛矿型TiO₂薄膜在<101>方向择优生长。随着退火温度的升高,晶粒不断变大,当退火温度为600°C时,平均晶粒尺寸最大。化学组分分析表明薄膜为接近化学配比的TiO₂。（4）利用微波热处理对石英玻璃衬底上的非晶TiO₂薄膜进行了不同温度的退火,研究了退火温度对薄膜结构与光学性能的影响。结果表明,600°C退火后的薄膜具有良好的结晶质量,但受微波退火选择性加热的影响,石英衬底上的TiO₂薄膜的结晶质量比P型硅衬底上生长的薄膜略差。折射率和消光系数随着退火温度的升高逐渐增大;透光率逐步减小,最低约为66.29%,光学带隙为3.21eV。