纳米TiO2是一种高介电参数氧化物，由于其独特的光学特性、电学特性以及光催化特性等受到人们广泛的关注。GaN是典型的宽禁带半导体，由于其优良的性能，是目前应用研究较多的一种半导体材料，随着对功率器件高性能和微型化的需求，栅介质薄膜厚度减小到达一定程度时，容易产生隧穿电流，产生击穿现象。因此，研究在GaN基上生长具有高介电常数、稳定性能良好的绝缘氧化物薄膜作为功率器件的栅极介质层，不仅能够有效降低介质薄膜的厚度，提高器件的性能和稳定性，并且能够满足GaN基底外延薄膜的晶格匹配问题。
　　本文采用脉冲激光沉积技术（PLD），在不同的基底温度和氧气压强条件下，制备TiO2薄膜样品。采用XRD、AFM以及TEM等测量表征手段，对不同条件下制备出来的TiO2薄膜样品进行观测，对其薄膜结构、表面形貌、界面特征以及外延关系等进行了深入的研究，分析了生长高质量晶体TiO2薄膜的工艺条件以及不同条件下对于薄膜生长的影响。实验结果表明，采用PLD方法制备出来的薄膜结构为TiO2金红石型结构，TiO2薄膜和GaN外延之间的关系是TiO2[001]//GaN[11-20]。当基底温度从500℃增加到600℃时，TiO2（200）衍射峰明显增强，金红石TiO2的结晶度也随之逐渐增强，晶粒尺寸也增大；当氧压为1×10-4Pa时，外延薄膜表现出典型的层状生长结构，具有较为光滑平整的界面，薄膜表面均匀平整，当氧气压强增加为10Pa时，生长的薄膜结构具有一定的缺陷。研究结果充分说明基底温度和氧压是影响金红石二氧化钛薄膜外延生长的关键因素。