纳米金属半导体材料由于其特有的功能性和众多新奇的物理效应,在能源、航空、生物、信息等高科技领域产生深远影响和广阔应用前景。近十多年来的大量报道都表明,比之块体材料,纳米尺度的材料拥有更加突出的光电性能,相关的制备手段以及效应研究一直是当今科研的前沿课题。本论文是针对这一前沿课题的探索性研究,目的是通过对于纳米材料的光伏效应、光致极性电阻效应以及光调控开关效应的研究,发现新的光电现象,探索和揭示新的物理机理,并最终获得具有实用价值的、外场(光场)调控的纳米光电材料以及光电传感设备。论文中所研究的材料属于纳米金属氧化物半导体结构,涵盖了超薄纳米薄膜、量子点体系和胶体晶体体系。通过在多种金属氧化物半导体纳米结构上进行侧向光伏效应测量,获得如下实验结果:在Ti/Ti O2/Si纳米薄膜上获得了当前报导中的最大侧向光伏灵敏度169 m V/mm,对比其它研究组的报道(~20m V/mm)有着显著提升;对比Cr/Si O2/Si纳米薄膜在暗场条件下的电导性能与灵敏度,完善了侧向光伏效应光电子扩散模型机制;首次在Zn/Cd Se量子点/Si结构上发现了具有量子点增强特性的侧向光伏效应,扩展了量子点在光电器件方面的应用;首次在Au/Si O2胶体晶体/Si结构上发现侧向光伏效应,所获得的灵敏度(86m V/mm)比同组份材料的薄膜结构的近5倍。本论文中还有另一个研究方向——纳米材料电阻的光响应。我们在Zn/Cd Se量子点/Si结构上拓展了光致极性电阻效应:其电阻变化率高达280%,而无量子点嵌套的结构仅有15%。在Au/Si O2胶体晶体/Si结构上发现了光调控开关效应:无光情况下,材料电阻并不随扫描电压变化,而有激光照射时,电压的变化可以控制材料电阻高、低电阻态之间的转换,这是外加电场和光场共同作用的一个新现象。