本研究利用层层自组装技术(Layer-by-Layer/LBL)和化学浴沉积技术(Chemical Bath Deposition/CBD)在单晶硅基片上制备TiO2薄膜和TiO2／PE多层纳米薄膜。通过LBL在硅片上制备自组装薄膜(Self-Assembled Monalayers/SAM)来促进TiO2粒子沉积在其表面。由TiCl4和H2O2反应形成的配位体作为反应前躯体,在SAM层表面上制备了TiO2薄膜和TiO2/PE多层纳米复合材料,并对制备的TiO2/PE多层纳米复合薄膜过程中的反应溶液以及对组装薄膜、TiO2薄膜和TiO2/PE多层纳米复合薄膜表面进行了分析,同时对所制备薄膜的力学性能和光学性能进行了研究。首先,以TiCl4和H2O2为原料,并加入盐酸,利用CBD方法在SAM表面制备出了TiO2薄膜。通过分析制备过程中一系列因素对薄膜的厚度、粒径的均一性、和薄膜的粗糙度的影响,得出TiO2薄膜的最佳制备条件为：n(TiCl4): n(H2O2):n(HCl)=1:2:1,反应温度为60℃,反应时间2h。该条件下制备的薄膜粒径均匀,平均粒径约为30nm,薄膜致密起伏较小,表面粗糙度为2.76nm。其次,采用紫外—可见光(UV/Vis)光谱分析对反应溶液中反应的速度进行了分析；用扫描电镜(SEM)的X射线能谱(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)分别对薄膜表面和薄膜深层进行了成分与结构分析,并用SEM观察了TiO2薄膜和TiO2／PE多层纳米复合薄膜表面形貌；分别研究了反应温度、反应时间,反应溶液的pH值对薄膜厚度的影响,初步探讨了TiO2薄膜和TiO2/PE多层纳米复合薄膜的形成机理。最后,研究了薄膜层数对硬度和断裂韧性的影响。在相同载荷下,随着薄膜层数的增多,薄膜的厚度增大,薄膜的硬度从单层薄膜的9.85GPa到多层膜的11.04Gpa,硬度值得到有效的提高,薄膜的断裂韧性随之增大,从单层薄膜的0.8MPa到多层膜的1.5MPa。采用UV/Vis对薄膜的光学性能进行了分析,结果发现,TiO2薄膜在可见光区域透光性很好,在紫外区出现了明显的吸收峰。