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半导体材料的光电特性与光传感器应用随着科学技术的不断发展，半导体材料在光电领域的应用日趋广泛。
本文将着重探讨半导体材料的光电特性以及光传感器应用，并展示它们在现代社会中的重要性。
一、半导体材料的光电特性半导体材料是一种能够在特定条件下既表现出导电性又表现出绝缘性的材料。
其光电特性是指在光照射下发生的电学行为。
下面我们将从两个方面来讨论半导体材料的光电特性。
1. 光吸收与光电子激发当光照射到半导体材料上时，光子的能量被转化为电子能量。
这个过程被称为光吸收。
光子的能量必须与半导体的带隙能量相匹配，才能发生吸收。
当光子能量大于带隙能量时，超过带隙能量的部分被用于电子激发，产生与光子能量相等的自由电子。
2. 光电导与光电流光电导是指在光照射下，由于光电子的产生而导致的材料电导率的增加。
光电导可以通过外加电场来提高，从而增加电流的传导能力。
光电流是指在光照射下，由于光电子的产生而流过材料的电流。
二、光传感器的应用光传感器是一种能够将光信号转化为电信号的器件。
由于半导体材料的光电特性，在光传感器的设计与制造中发挥了重要作用。
下面我们将介绍两种光传感器的应用。
1. 光电二极管光电二极管是一种基于PN结构的光传感器。
当光照射到光电二极管上时，光子的能量被转化为电子能量，产生光电效应。
这些光电子在PN结的电场作用下，形成电流。
光电二极管广泛应用于光通信、光电测量、光电检测等领域。
2. 光敏电阻光敏电阻是一种能够通过改变电阻来感应光强的光传感器。
它由导电材料和光敏材料组成。
当光照射到光敏电阻上时，光敏材料的电导性会发生变化，进而引起整个电阻的变化。
光敏电阻常用于光照度检测、光电自动控制等场景。
三、光电特性与光传感器应用的重要性半导体材料的光电特性以及光传感器的应用在现代社会中具有重要的意义。
首先，光电特性的研究使得我们对半导体材料的电子行为有了更深入的了解，为材料的改进和优化提供了指导。
其次，光传感器的应用使得光信号的精确测量和控制成为可能，促进了光学领域的发展。
光电效应原理及其应用知识点总结在物理学的众多奇妙现象中，光电效应无疑是一颗璀璨的明星。
它不仅揭示了光的粒子性，还为现代科技的发展奠定了坚实的基础。
接下来，让我们一同深入探索光电效应的原理及其广泛的应用。
一、光电效应原理光电效应，简单来说，就是当光照射到金属表面时，金属中的电子会吸收光子的能量而从金属表面逸出的现象。
要理解光电效应，首先得认识几个关键概念。
1、光子：光是由一份一份不连续的能量子组成，这些能量子被称为光子。
每个光子的能量与光的频率成正比，即＄E ＝ h\nu$，其中＄E$ 是光子能量，＄h$ 是普朗克常量，＄＼nu$ 是光的频率。
2、逸出功：使电子从金属表面逸出所需要的最小能量，用＄W_0$ 表示。
不同的金属具有不同的逸出功。
当光照射到金属表面时，如果光子的能量大于金属的逸出功，电子就能吸收光子的能量并克服金属的束缚而逸出，成为光电子。
光电效应具有以下几个重要特点：1、存在截止频率：只有当入射光的频率大于某一特定频率（截止频率）时，才会发生光电效应。
低于截止频率的光，无论光强多大，都不会产生光电效应。
2、光电子的初动能与入射光的频率有关，而与光强无关：入射光的频率越高，光电子的初动能越大。
3、光电流强度与入射光的强度成正比：在发生光电效应的前提下，入射光越强，单位时间内逸出的光电子数越多，光电流越大。
二、光电效应的应用光电效应在现代科技中有着广泛而重要的应用，极大地推动了社会的发展和进步。
1、光电传感器光电传感器是利用光电效应将光信号转换为电信号的装置。
常见的有光电二极管、光电三极管等。
它们在自动控制、测量技术、通信等领域发挥着重要作用。
例如，在工业生产中的自动计数、自动报警系统中，光电传感器能够快速、准确地检测到物体的存在和运动状态。
2、太阳能电池太阳能电池是基于光电效应将太阳能转化为电能的器件。
当太阳光照射到太阳能电池板上时，光子的能量被半导体材料中的电子吸收，产生光生伏特效应，从而形成电流。
半导体光电效应及其应用量子力学无疑是20世纪最伟大的科学成就之一，它的诞生是人类对自然界，尤其对微观世界的认识有了质的飞跃，对许多造福人类的高新技术的发展起了奠基、催生和巨大的推动作用。
自20世纪中期开始，电子工业取得了长足的进步，目前已成为世界上最大的产业，而其基础为半导体材料。
为了适应电子工业的巨大需求，从第一代半导体材料：硅、锗（1822年，瑞典化学家白则里用金属钾还原氟化硅得到了单质硅。
）发展到第二代半导体材料：Ⅲ——Ⅴ族化合物，再到现在的第三代半导体材料：宽带隙半导体。
半导体领域取得了突飞猛进的发展。
一、光电效应光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能。
这类光致电变的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。
这一现象是1887年赫兹在实验研究麦克斯韦电磁理论时偶然发现的。
1905年，爱因斯坦在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》一文中，用光量子理论对光电效应进行了全面的解释。
1916年，美国科学家密立根通过精密的定量实验证明了爱因斯坦的理论解释，从而也证明了光量子理论。
光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应。
前一种现象发生在物体表面，物体在光的照射下光电子飞到物体外部的现象，又称外光电效应。
后两种现象发生在物体内部，物体受光照射后，其内部的原子释放出电子并不溢出物体表面，而是仍留在内部，称为内光电效应。
内、外光电效应在光电器件和光电子技术中具有重要的作用，根据这些效应可制成不同的光电转换器件（光敏器件）。
通过大量的实验总结出光电效应具有如下实验规律：1、每一种金属在产生光电效应是都存在一极限频率（或称截止频率），即照射光的频率不能低于某一临界值。
相应的波长被称做极限波长（或称红限波长）。
当入射光的频率低于极限频率时，无论多强的光都无光电子逸出。
2、光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关，而与光强无关。
3、光电效应的瞬时性。
光电效应及其应用光电效应是一种经典物理学现象，它是指金属或半导体等材料在受到光照射时，会发生电子的发射现象。
这个效应的发现具有极为重要的科学意义和实际应用价值。
在本文中，我们将详细探讨光电效应的起源、机理、特征、应用和未来的发展趋势。
1、光电效应的起源光电效应的发现要归功于爱因斯坦，在他的著名論文《觸及光子時》中，他详细地论述了光电效应的概念和理论，揭示了这一现象背后的物理原理。
早在19世纪末，当时的科学家们已经研究出了电磁波的性质和光的波动性质，但是，对于光子概念的提出，却一直缺乏实验支持。
直到爱因斯坦在解释光电效应时引入了光子概念，从而为量子物理学开辟了新的研究方向。
2、光电效应的机理光电效应的机理很简单，它是基于物体的光电子发射性质。
当金属表面受到光的照射时，能量被转化为电子的动能，如果受到的光的能量足够大，可以让金属表面的电子脱离，形成自由电子，这样就可以在电路中形成起电流。
这个现象可以通过下面的公式来描述：hν = E_k + Φ其中，h表示普朗克常数，ν表示光子的频率，E_k是从金属中释放出的电子的动能，Φ是表征金属表面电子结构的参数，称为功函数或者逸出功。
这个公式表示光子的能量必须大于金属的逸出功，才能让电子从金属表面释放出来。
3、光电效应的特征光电效应有很多特征，其中比较重要的特征有下面几个：（1）光电子发射只与入射光子的频率有关，与它的强度无关。
（2）光子的入射能量必须高于金属表面逸出功才能产生光电效应。
（3）对于给定的金属，只有具有相同或更高逸出功的光子才能激发相应的电子。
（4）光电效应的产生是瞬时的，与光的持续时间无关。
4、光电效应的应用光电效应是一种非常重要的物理现象，它广泛应用于科学、工业和医学等众多领域。
以下是一些常见的应用：（1）太阳能发电：光电池就是利用光电效应的原理制成的。
（2）显微镜：在显微镜中，通过将样品用电子轰击，让样品表面发生光电效应，从而获得更高的分辨率。
光电效应应用于半导体元件加工随着现代科技的不断发展和进步，半导体技术越来越成为了各行各业中不可缺少的一部分。
在现代电子工业制造过程中，半导体元件是最基础的元器件之一。
半导体元件加工对于半导体技术的发展起着关键作用。
而光电效应作为一种影响深远的现象，在半导体元件加工方面有着广泛的应用。
本文将针对光电效应在半导体元件加工中的应用进行探讨。
一、光电效应的基本原理及其在半导体元件加工中的应用光电效应是指当光子与物质相互作用时，会产生电子、正电子或中子等的效应现象。
该效应是物理学的一个基础概念，常被应用于半导体元件加工、光电子学、量子力学等领域。
在半导体元件加工中，光电效应可被应用于制程监测、热刻蚀、平面化、光刻、抛光等方面。
其中，光刻是最为广泛应用的领域之一，其主要原理如下：光刻是将芯片设计的图案透过玻璃或石英掩模，在光敏感的薄膜表面曝光并显影形成所需的图案。
在曝光的过程中，采用光刻机，它将需要刻蚀的材料暴露在紫外线或可见光下，使其遵循沉积膜上的原版图案生长。
因为成像要求非常高，处理出的图案大小不大于20微米，所以必须使用这种高频率的光刻技术来实现。
光电效应作为一种原理，常被用于光刻中。
二、光电效应在半导体元件加工中的应用举例1. 光电效应在光刻中的应用光刻是一种非常常见的半导体加工技术，利用光刻机将需要刻蚀的设计图案投射到光刻胶层上，然后清洗和刻蚀剥离，从而得到所需的图案。
在光刻的过程中，光电效应作为一种现象广泛应用于制程监测和图案的显影。
在光刻过程中，制程监测可以帮助工艺工程师及时掌握制程中的各项参数以及优化制程。
光电效应在监测过程中可以通过测量光线反射和反射比来确定所需的实现效果。
在图案的显影过程中，光电效应也可以被应用于修正图案的缺陷和改进显影质量。
2. 光电效应在抛光中的应用抛光是一种将表面层剥离采用切削或者机械化的技术，将表面层达到所需的光洁度、亮度和表面度。
在抛光中，光电效应可以被应用于表面和内部的检测，以及精确调整整个抛光过程所需的参数。
得出小矩形与原矩形不相似的结论。
究其原因有二：一方面，学生的测量存在误差；另一方面，小矩形与原矩形对应边的相似比确有差异。
此部分内容作为相似多边形及其性质的实际应用，在学生练习出现莫衷一是的情况，与编者的设计意图是大相径庭的。
（三）改进建议。
为了避免上述问题，可考虑做如下改进：１．去掉“如果相似它们的相似比、周长的比、面积的比分别是多少？”“做一做”变为：取一张Ａ４（或Ｂ５）的纸，量出它的长和宽，然后将它对折，得到两个小矩形，如图２９－１９，再量出它们的长和宽。
从你量的结果看，小矩形与原矩形是否相似？２．在题后注明测量结果精确到毫米，计算结果精确到０．１。
【责任编辑：姜华】光电效应的现象和规律以及爱因斯坦的光子说和光电效应方程是高中物理教学中的重点。
近几年的高考考试大纲中对这几个知识点都做了较高（Ⅱ类）要求。
人民教育出版社出版的高中教材《物理》第三册的第二十一章《量子论初步》中的第一节“光电效应－光子”中介绍的光电效应的概念为：在光的照射下物体发射电子的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫光电子。
而后主要介绍和分析了光照射到金属表面产生逸出表面的光电子的现象及规律。
高中教材中讲述的光电子逸出金属表面的现象只是其中的一种，通常称之为外光电效应或光电发射。
而光照射到半导体等材料表面，由于材料原子能级结构的特殊性，虽然有时不产生逸出的光电子，但材料内部的电子能量、载流子浓度、分布及内部场的情况却可能随光照发生较大的变化。
从而形成各种电磁效应或现象，这些现象一般统称为内光电效应。
现在广泛应用的太阳电池和各种以光敏元件为基础的光电探测器都是在内光电效应的基础上研制、开发出来的。
因此，在高中物理课中进行“光电效应”部分的教学时，适当地补充内光电效应及其应用的内容，不仅使学生对光电效应、能量转化有更全面的认识，而且加强了学生对物理与生产、生活实际和科技发展联系的认识。
因而是很值得尝试的。
一、半导体的能带结构按照量子力学理论，由于物质内原子间靠得很近，彼此的能级会互相影响，而使原子能级展宽成一个个能带。
半导体的光电原理及应用1. 光电原理光电效应是指当光照射到表面时，物质会发生光子和电子的相互作用。
在半导体材料中，光电原理主要涉及到以下几个方面：1.1 光电效应的基本原理光电效应是指当光照射到半导体材料表面时，光子与原子或分子发生相互作用，并将一部分能量转化为电子能量，使原子或分子中的电子被激发或者离化。
这种产生的电子被称为光生载流子。
1.2 光生载流子的性质光生载流子具有正电子和负电子两种性质。
这些载流子在半导体材料内部运动，并贡献电流。
1.3 光电二极管的原理光电二极管是一种利用光电效应制造的器件。
当光照射到光电二极管表面时，光子与半导体材料发生相互作用，产生光生载流子。
在电场的作用下，光生载流子从p区移动到n区，产生电流。
1.4 光电导的原理光电导是一种利用光照射的电导率来控制电流的器件。
它基于光电效应，利用光子的能量将半导体材料的电导率进行调制。
当光照射到光电导材料表面时，光生载流子的产生和复合会改变材料的电导率。
2. 光电原理的应用2.1 光电二极管的应用光电二极管被广泛应用于各个领域。
以下是一些主要的应用：•光通信系统：光电二极管用作光接收器，将光信号转换为电信号。
•光电传感器：光电二极管能够通过测量光的强度或频率来检测环境参数的变化，如光照度、颜色等。
•遥控器：光电二极管作为接收器，接收红外线信号，实现遥控功能。
2.2 光电导的应用光电导是一种灵活可调的电导设备，被广泛用于以下应用：•光电场控制：光电导能够根据光照射强度调节电导率，用于光场控制、光学开关等领域。
•光电传感器：光电导能够测量光的强度，作为光电传感器检测光源。
•光电工业：光电导材料的控制能力使其成为用于生产线上的光电传感和控制设备。
3. 结论半导体材料的光电原理是一项重要的科研课题，也具有广泛的应用前景。
通过充分理解光电效应和光生载流子的性质，我们可以利用半导体材料制造光电二极管和光电导等器件，实现光信号的转换和控制。
半导体的光电效应
半导体的光电效应是指当光线照射到半导体材料上时，会产生电子和空穴的对应数量的载流子，从而产生电流的现象。
这种现象是半导体材料的重要特性之一，也是现代电子技术中广泛应用的基础。
半导体的光电效应是由光子与半导体材料中的电子和空穴相互作用而产生的。
当光子能量与半导体材料中的电子能级相匹配时，光子会被吸收，电子会被激发到导带中，形成自由电子，同时在价带中留下一个空穴。
这些自由电子和空穴可以在半导体中自由移动，从而形成电流。
半导体的光电效应在现代电子技术中有着广泛的应用。
例如，太阳能电池就是利用半导体的光电效应将太阳能转化为电能的装置。
太阳能电池的工作原理就是将太阳光照射到半导体材料上，产生电子和空穴，从而形成电流。
此外，半导体激光器、光电传感器、光通信等领域也都是利用半导体的光电效应实现的。
半导体的光电效应还有一些特殊的应用。
例如，光电二极管就是一种利用半导体的光电效应制成的器件。
光电二极管可以将光信号转化为电信号，广泛应用于光通信、光电测量等领域。
此外，半导体的光电效应还可以用于制作光电晶体管、光电场效应晶体管等器件，这些器件在光电子学、光电计算等领域有着广泛的应用。
半导体的光电效应是现代电子技术中不可或缺的一部分。
它不仅是
太阳能电池、光电二极管等器件的基础，还为光通信、光电测量等领域的发展提供了重要的支持。
随着科技的不断进步，半导体的光电效应还将有更广泛的应用前景。
光电效应及其在光电器件中的应用光电效应指的是当光照射到某些物质表面时，会激发出电子的释放现象。
这一概念的发现和研究对于现代物理学和光电器件的发展都具有重要意义。
本文将探讨光电效应的机理、相关发现以及它在光电器件中的应用。
一、光电效应的机理光电效应的机理是通过研究电子的量子性质得到的。
光以粒子的形式，即光子存在，能量和频率之间的关系由普朗克公式给出：E = hf，其中E表示光子的能量，h为普朗克常数，f为光子的频率。
光子的能量越大，频率越高。
当光照射到物质表面时，如果光子的能量大于物质中某个原子或分子束缚电子的能量，光子和电子之间会发生相互作用。
这个过程可以解释为，光子的能量被电子所吸收，激发电子从束缚态跃迁到自由态，即释放出自由电子。
这种现象被称为外光电效应。
而当光子的能量低于束缚电子能量时，光子的能量被部分吸收，激发电子进入束缚态的激发态，这种现象被称为内光电效应。
二、光电效应的发现和研究历程光电效应的发现可以追溯到19世纪末20世纪初。
德国物理学家海森堡、爱因斯坦等人对于光的性质和光电效应做出了重要的贡献。
海森堡在1914年首次观测到光电效应现象。
他使用了一台连续发光的管，将各种波长的光照射在金属表面。
海森堡发现，只有光的波长在一定范围内，金属表面才会释放出电子。
这一发现进一步证明了光的能量是以量子形式存在的。
爱因斯坦在1904年提出了光量子假设，即光以离散能量的形式存在。
在1905年，他提出使用光量子假设来解释狭义相对论中的一些现象，其中就包括光电效应。
爱因斯坦的这一理论成为后来量子力学的奠基之一。
三、光电效应在光电器件中的应用光电效应在光电器件中有着广泛的应用，其中最常见的应用就是光电二极管和太阳能电池。
光电二极管是利用光电效应构建的电子器件。
光电二极管利用光照射在半导体表面时产生的光电流来实现光信号的探测和转换。
其构造简单，工作可靠，用于机械控制、光电转换和通信等领域。
太阳能电池是利用光电效应将光能转化为电能的器件。
光电效应的原理与应用光电效应是指在一定的条件下，当光照射到某些金属或半导体材料上时，会引发出电子的释放和流动的现象。
光电效应的研究及应用在物理学和工程技术领域具有重要的意义和潜力。
本文将对光电效应的原理以及相关的应用进行探讨。
一、光电效应的基本原理光电效应的基本原理可以用以下几点来解释。
首先，光子是光的基本单位，也是电磁辐射的光量子。
当光照射到金属或半导体材料上时，光子的能量可被物质吸收。
其次，金属或半导体材料中的原子吸收光子的能量后，光子的能量会转移给这些原子中的电子。
当电子的能量达到或超过所处材料的功函数时，电子就能获得足够的能量，跨越能带，并被释放出来。
最后，被释放的电子会带有一定的动能，可根据所处材料的导电性质，形成电场力线，将自由电子吸引并导向一个特定的位置。
这使得光电效应能够被观察和应用。
二、光电效应的应用领域光电效应的应用涵盖多个领域，下面将重点介绍几个典型的应用。
1. 光电池光电池是一种利用光电效应将光能直接转化为电能的装置。
光电池具有高效、环保、可再生等特点，被广泛用于太阳能发电系统、电子设备的充电以及供电等方面。
2. 光电倍增管光电倍增管是一种将光电效应应用于光信号放大的装置。
其工作原理是将光子通过光电效应转化为电子，然后通过放大器将电子倍增，最后再转化回光子信号。
该装置在核物理学等领域的粒子探测中得到广泛应用。
3. 光电测距仪光电测距仪是一种利用光电效应测量物体距离的装置。
它通过对发射出的激光脉冲信号的反射时间进行计算，以确定物体与测距仪之间的距离。
这种测距方法具有高精度、快速响应的特点，在工程测绘、无人驾驶和机器人技术中得到广泛应用。
4. 光电传感器光电传感器是一种使用光电效应检测和测量目标属性的装置。
通过测量光电传感器接收到的光信号强度或变化，可以实现物体的检测、触发和控制。
光电传感器在自动化生产线、安全门控制和数码相机等领域中广泛应用。
5. 光电显示器光电显示器是一种利用光电效应将电子能量转化为光能并显示出来的装置。
氧化物无机半导体材料的光电效应及其应用摘要：本文简述了二氧化钛薄膜、氧化锌薄膜、ZnO/TiO 复合涂层、SnO2: F 薄膜的发展概况及应用。
关键词：氧化物半导体薄膜光电效应20 世纪是电子产业的世纪, 21世纪将是“光子”产业的时代. 有关光子与电子的耦合行为, 其诱发的化学、物理和生物过程以及应用将成为学术界和产业界最受关注的研究领域.近年, 随着成膜技术、纳米粒子技术、激光技术以及测定表征技术( 如STM、 AFM和显微拉曼等) 的发展, 光电化学的研究进入了一个崭新的时期并显示出极大的应用前景. 这些研究都属于多学科交叉的前沿学科. 现在, 虽然从基础到应用都还处于初期研究阶段, 但已崭露头角. 进一步的研究不仅可以使其在基础领域有较大的学术突破, 而且在新能源开发、信息处理、环境保护、新型太阳能电池等领域可能导致许多应用价值很高的新技术的诞生. 它将成为21 世纪一个重要的研究和产业领域. 本文将着重介绍氧化物无机半导体薄膜材料的光电化学研究领域的一些新进展.1 二氧化钛薄膜薄膜的制备方法主要有以下三种以溶胶、凝胶法作为基础的涂层方法：溶胶、凝胶法通常指金属醇盐或无机物经过溶胶、凝胶固化后，经过热处理形成氧化物以及其他化合物固体的一种方法。
以化学反应作为基础的化学气相沉积法：化学气相沉积法能够沉积碳化物、氮化物以及硼化物等多种材料，运用这种方法可以在外形复杂表明形成膜层。
以辉光放电作为基础的物理气相沉积法：物理气相沉积法是利用辉光放电以及热蒸发等物理方法，是制备硬膜的常用技术，其中包括离子镀和溅射镀膜和真空蒸发镀膜等。
TiO2薄膜可应用于染料敏化太阳能电池（DSCC），染料分子接收光能，二氧化钛作为电子受体能够接受染料分子中的活跃电子，同时使染料分子因失去电子变为激发态。
平从等人采用浸渍提拉法，通过正交试验优化薄膜的工艺参数，探讨了保温材料比重和保温时间、提拉次数等对光电性能的影响。
对于揭示光生电荷的传递机理，探讨二氧化钛电极在太阳能电池方面的应用具有一定的理论意义和现实意义然而由于TiO2本身禁带宽度限制（锐钛矿为3.2eV 金红石为3.0eV）,其光的吸收范围在＜387nm紫外线部分，为了扩展TiO2 在可见光区域的吸收范围，人们尝试采用过渡金属离子对TiO2进行掺杂,提高了 TiO2 纳米管在紫外光下的光电转换能力，如梁宏、廖斌等人利用磁控溅射沉积和电子束辐照沉积两种方式获得的 TiO2 纳米管阵列负载过渡金属 Fe 颗粒结构可以不同程度地提高TiO2 纳米管阵列在紫外光区域的光电响应能力。
图 3为电子束辐照和磁控溅射两种方法制备的 Fe- TiNT 样品在紫外光照射下的恒电位极化光电流 - 时间曲线。
结果显示，在经过 600 s 的紫外光照射后，两种方法制备的 Fe- TiNT 样品的光电流值分别达到 360 μA （电子束方法）和 500 μA （磁控溅射法）左右，相对于纯 TiO 纳米管阵列 220 A的光电流值，均有较大程度的提高。
其中磁控溅射法 Fe- TiNT 提高了近 130%，明显优于电子束方法 Fe- TiNT。
图 4 给出了上述三种样品在紫外光照射下的动电位极化光电流 - 电势曲线图。
在动电位扫描中，在 0~1.5 V 电势范围内，也可看出负载 Fe颗粒的 TiNT 样品的光电流值明显大于纯 TiNT样品，最大电流值也是出现在磁控溅射样品，总的看来两种技术沉积 Fe 颗粒对 TiO2 纳米管在紫外光下的光电效应都起到了正面的改性效果梁宏、廖斌等人同时也给出了该种方法在可见光区的电流-时间曲线，结果表明，磁控溅射改性 TiO2 纳米管阵列在可见光的改性不显著，原因是沉积的 Fe 只是负载在二氧化钛纳米管阵列样品的表面，没有进入 TiO2 纳米管的晶格内，不能有效形成替位原子或者间隙原子, 从而未能改变纳米管的能带结构, 使吸收光谱发生红移，所以样品在可见光下没有光电响应能力。
金属离子掺杂的最大弱点是不稳定性，近来非金属元素如C、N、S和F等对TiO2掺杂发现稳定性和光响应性都很好，尤其是N元素。
王春涛、张文魁等人用碘酸钾作为碘源，采用溶胶--凝胶法制备碘掺杂的TiO2纳米粉体材料，并采用旋涂法制成薄膜电极粉体样品处理温度达到600℃时，碘掺杂TiO2粉末样品部分晶型由锐钛矿相向金红石相转变为混晶。
结果显示少量碘掺入到TiO2，经碘掺杂的TiO2紫外－可见光吸收限明显红移到可见光区（ 450~600nm之间），碘掺杂TiO2薄膜电极经适当温度处理的光响应性比纯TiO2得到明显改善。
2 氧化锌薄膜ZnO是直接宽禁带半导体材料，晶格常数为a= 3. 249À, c= 5. 206À, 室温下禁带宽带为3.37eV，激子束缚能高达60eV，每个晶胞中包含 2 个 ZnO 单元，ZnO 薄膜属于 n 型电导的简并半导体材料。
ZnO的熔点高达2248K，有良好的化学稳定性和热稳定性，可以在低于500℃的温度下生长，比ZnSe和GaN的生长温度低得多，来源丰富，价格低，毒性小，发光波长短而成为制备短波长激光、发光半导体重要的候选材料，在气体传感器、太阳能电池、LED、紫外探测器等方面具有广泛的应用前景。
ZnO薄膜的发光谱一般包括两个发光带380nm左右的紫外峰（UV）和510nm左右的绿峰。
ZnO薄膜发光峰位及发光强度与制备方法、沉积温度、衬底材料、退火温度、退火时间、氧分压及当时检测的温度等因数有很大的关系。
对其掺杂也会对ZnO薄膜电学性质发生很大的影响。
当ZnO 掺杂CdO制备成的薄膜能带间隙能从3.3eV到1.8eV变化，这使得ZnO可以作为紫外光到绿光的发光材料，当掺杂MgO时可以使ZnO的能带间隙变得更宽。
文军等人用FJL560J1型超高真空磁控溅射与离子束溅射镀ZnO掺杂Nd制成的薄膜在室温下检测显示出典型的发光行为，PL谱包括波长380～410nm左右的紫外发射带，中心波长395nm，以及波长在475～495nm左右的绿光发射带，中心波长485nm，研究表明掺杂Nd的量对薄膜PL谱的峰强值度有一定的影响。
E.Przzdziecka等人用磁控溅射在蓝宝石上溅射了Sb掺杂ZnO薄膜，再在氧气环境下经600-900℃退火。
在室温下用霍尔测试仪检测该薄膜为P型，载流子浓度为10 迁移率为～7cm /vs，用PL谱检测样品得到3.300eV和3.311eV的两个发射峰。
张林森等人利用均匀沉淀法制备 ZnO 薄膜为六方纤锌矿结构， ZnO 薄膜以片状在基体上生长。
优化的 ZnO 薄膜组装的 DSSC 在100 mW/cm2下的短路电流为5． 39 mA/cm2，开路电压为0． 516 VM.C.Jeong等人制备了n-ZnO/P-GaN异质结发光二极管在386nm处观察到发射峰。
将二极管在H氛围中进行退火后发现，从n-ZnO薄膜中注入ZnO NW的电子浓度增加，从而提高了二极管的光发射效率。
刘汉法等人采用直流磁控溅射法，在水冷 7059 玻璃衬底上制备了具有高透射率和相对低电阻率的掺钛氧化锌（ZnO∶Ti）透明导电薄膜，结果表明，ZnO∶Ti薄膜为六角纤锌矿多晶结构，具有 c 轴择优取向。
溅射偏压对 ZnO∶Ti 薄膜的结构和电阻率有重要影响。
当溅射偏压为10 V时，电阻率具有最小值1.90×10–4Ω·cm。
薄膜具有良好的附着性能，可见光区平均透射率超过90%。
该ZnO∶Ti薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极。
R.T.Zaera等人制备出ZnO／CdSe／CuSCN结构的太阳能电池。
其制备过程是在FTO玻璃上沉积上一层直径100～200 nm长度达数微米的ZnO自支撑NW，然后再在ZnO NW上沉积一层光吸收剂CdSe，并在ZnO／CdSe的空隙部分填充满p型的CuSCN。
该太阳能电池内部量子效率为28%，在模拟太阳光下(AM1.5)的光转化率为1.5%～2.3%。
郭幸语等人采用恒电流电沉积的方法，在 ITO 导电玻璃上制备 ZnO 薄膜结果表明，电流密度为0. 175mA·cm－ 2、pH为4. 7 时，制备出的 ZnO 薄膜具有纤锌矿结构，薄膜表面较均匀、致密，具有很好的附着力，在可见和近红外波段透过率约为80%，禁带宽度为3. 37 eV. 光电流测试表明薄膜的导电类型为n 型.Suzuoki Y.等人在玻璃衬底上沉积了ZnO/Bi2O3双层薄膜，膜厚为1um/0.3um，压敏电压小于10v，并且有较大的非线性系数。
N.Horio等人制备的ZnO/Pr6O11双层压敏薄膜，膜厚为0.6um/0.4um压敏电压为20V，非线性系数为10。
这些研究表明ZnO薄膜在开发压敏电阻领域有广阔的前景。
美国L.Li Yang等人利用分子束外延方法制备出蓝光LED。
其蓝光LED的制备步骤是在N-Si（100）上镀一层大约30nm的GaZnO，，接着镀一层100nm的CdZnO薄膜，再镀一层400nm的SbZnO薄膜。
该ZnO异质结的P型是用分子束外延生长的Sb掺杂ZnO薄膜，CdZnO薄膜介于P型和N型之间使能带间隙缩小。
NK Zaye等人利用射频磁控法在200℃的Si基片上沉积了C轴择优取向的ZnO薄膜具有良好的压电性，在0.9GHz附近表现出很好的压电转换效应及低嵌入损耗等特征，可以制备高频纤维声光器件。
Z.L.Wang等人利用ZnO的压电效应和半导体效应的耦合作用制备了基于ZnO NW的纳米发电机，并通过该发电机将机械能转换为电能。
该纳米发电机的效率可达17％～30％在纳米器件提供动力方面有着潜在的使用价值。
T．Kazuko等人制备了聚合物/富勒烯/ZnO纳米棒结构的复合光电池。
实验研究了电池的性能与ZnO纳米棒的长度、直径以及有机层厚度之间的关系。
引入ZnO的复合光电池，填充因子从38％增加到50％，能量转化效率有所增加。
Jeng-Lin chung等人利用射频磁控溅射制备了TiO掺杂ZnO薄膜，经研究表明，其电学与光学性质都有很大的改变，当掺杂TiO在2.81at%以上时薄膜表现非晶体，当掺杂量为1.38at%时薄膜表现低电阻9.02ⅹ10 Ωcm，在可见光范围内光透率达到85%光能带间隙可根据掺杂量在3.33eV到3.43eV间调节。
L.J.Mandalapu等人利用分子束外延在低温下在n-si(100)上生长一层很薄的ZnO薄膜作为过度层，然后在高温下生长Sb掺杂ZnO薄膜，经800℃退火1小时，以Au/Ni为Sb掺杂ZnO的电极，以Al/Ti为n-Si为电极制成了LED。
赵金博等人采用溶胶-凝胶法，以离子液体为辅助溶剂，在玻璃衬底上制备了 ZnO∶ Al ( ZAO) 薄膜。
