Чистий
фаза TiO2 є напівпровідником n-типу з непрямою забороненою зоною 3,2 еВ [7].
Як напівпровідник TiO2 має ширину забороненої зони ~3,1 еВ; тобто TiO2 не поглинає світло у видимій області (400–700 нм).
Існує дві основні поліморфи TiO2: анатаз і рутил з енергією забороненої зони 3,2 і 3,0 еВ, відповідно.
Незаймана зона провідності TiO2 складається з орбіталей Ti 3d, 4s, 4p, тоді як зайнята валентна зона (VB) складається з орбіталей O 2p. 3d-орбіталі Ti домінують у нижньому положенні зони провідності [86–91]. Рівень домішок може бути індукований легуванням іншими іонами металу (катіонами) при заміні Ti.
Оптичні константи для a-SiO2 були отримані з вимірювань REELS і ширини забороненої зони 9,1 еВ було визначено деконволюцією багаторазового розсіювання та підгонкою диференціального зворотного непружного середнього вільного пробігу з модельною функцією втрат енергії (ELF).
Чиста фаза анатазу TiO2 є напівпровідником n-типу з непрямою забороненою зоною 3,2 еВ [7].