光电器件制造

发光二极管（LED）：纳米氧化锌的近带边发光和缺陷相关发光特性，使其成为制备 LED 的潜在材料。利用近带边发光的紫外波段特性，可制造紫外 LED，用于杀菌消毒、生物医疗检测等领域。而通过调控缺陷相关发光，能够制备出不同颜色的可见光 LED，应用于照明、显示等场景，如在显示屏背光源中，可提供更丰富的色彩表现。为提高其在 LED 应用中的发光效率和稳定性，可通过精确控制纳米氧化锌的生长条件，如温度、压力和生长速率，优化晶体结构，减少晶体缺陷，从而降低非辐射复合概率，提高发光效率。同时，采用高质量的衬底材料，增强纳米氧化锌与衬底的界面结合力，有助于提升稳定性。

激光器件：由于纳米氧化锌在特定条件下能实现受激发射，可用于制造激光器件。其高增益特性和良好的光学稳定性，使得基于纳米氧化锌的激光器件在光通信、光存储等领域具有潜在应用价值，例如在高速光通信中作为光源，实现更高效的数据传输。在激光器件应用中，对纳米氧化锌进行表面钝化处理，如使用有机硅烷等钝化剂，可有效减少表面缺陷态，提高发光效率。此外，通过掺杂合适的元素，如镓（Ga）、铟（In）等，可调节其能带结构，进一步优化激光性能和稳定性。

生物医学领域

生物成像：纳米氧化锌的发光性质使其可作为荧光探针用于生物成像。其尺寸小、生物相容性好，能够进入细胞内部进行标记，通过检测其发光信号，可清晰观察细胞的生理活动和生物分子的分布情况，有助于疾病的早期诊断和病理研究。为在生物成像中更好地发挥作用，可对纳米氧化锌进行表面修饰，如包覆一层生物相容性良好的聚合物，如聚乙二醇（PEG），这不仅能提高其在生物体系中的分散性，还能减少外界环境对其发光性能的影响，增强稳定性。同时，优化合成工艺，精确控制纳米氧化锌的粒径和形状，可提高发光效率，获得更清晰的成像效果。

光动力治疗：利用纳米氧化锌在光照下产生的活性氧物种以及其发光特性，可实现光动力治疗。在特定波长光的激发下，纳米氧化锌发光并产生单线态氧等活性氧，这些活性氧能够破坏肿瘤细胞的结构和功能，达到治疗肿瘤的目的 ，且相较于传统治疗方法，具有靶向性强、副作用小等优点。在光动力治疗应用中，通过设计合理的纳米结构，如核壳结构，将纳米氧化锌作为核心，外层包覆对肿瘤细胞具有靶向性的材料，可提高其在肿瘤部位的富集程度，进而提高发光效率和治疗效果。此外，选择合适的光敏剂与纳米氧化锌协同作用，可增强活性氧的产生效率，同时保证纳米氧化锌发光的稳定性。

环境监测与传感

气体传感器：纳米氧化锌对某些气体具有特殊的吸附和反应特性，会导致其发光性质改变。基于此原理，可制备气体传感器，用于检测环境中的有害气体，如甲醛、硫化氢等。当气体分子吸附在纳米氧化锌表面时，会引起电子转移，改变其发光强度或波长，通过检测这些变化即可实现对气体浓度的精确监测。为提高气体传感器的性能，可对纳米氧化锌进行表面功能化修饰，引入特定的官能团，增强对目标气体的吸附能力和选择性，从而提高发光信号变化的灵敏度，即提高发光效率在检测中的体现。同时，在传感器的封装过程中，采用防潮、抗氧化的材料，可保证纳米氧化锌在不同环境条件下的发光稳定性。

生物传感器：利用纳米氧化锌与生物分子之间的特异性相互作用以及其发光特性，可构建生物传感器，用于检测生物分子，如葡萄糖、蛋白质等。当生物分子与纳米氧化锌表面的识别元件结合时，会影响其发光性能，从而实现对生物分子的定量检测，在临床诊断、食品安全检测等方面具有重要应用。在生物传感器应用中，优化识别元件与纳米氧化锌的连接方式，确保二者之间的电子传递效率，可提高发光信号的响应速度和强度，即提高发光效率。并且，通过对纳米氧化锌进行多层修饰，构建稳定的微环境，可减少生物分子对其发光性能的干扰，提升稳定性。