基于ZnO的稀磁半导体由于其在光催化和自旋电子学应用中的多功能潜力而受到了广泛关注。在本研究中，通过溶胶-凝胶浸涂法成功制备了Co-Ti共掺杂的ZnO薄膜，以探讨双重掺杂对ZnO的结构、形貌、光学、电学、磁学和光催化性能的影响。X射线衍射分析显示，薄膜具有高度优选的c轴取向的六方纤锌矿结构，且未检测到其他次要相。表面分析证实，Ti的掺入显著改变了薄膜的形貌，并在较高掺杂浓度下促进了晶粒的细化。能量色散X射线光谱和元素分布分析证实了Zn、Co、Ti和O在薄膜中的均匀分布。光学研究表明，Co-Ti共掺杂导致带隙可调以及缺陷介导的光学跃迁。X射线光电子能谱证实了Co²⁺和Ti⁴⁺离子成功掺入ZnO晶格，并提供了随着掺杂浓度增加氧空位变化的直接证据。霍尔效应测量表明，Co-Ti共掺杂抑制了电子-空穴复合，同时增强了n型载流子的浓度。光致发光结果表明，在最佳掺杂条件下，电子-空穴复合受到抑制，表明载流子分离效率得到提高。
在所有样品中，Ti-3（含有3% Ti的Co-Ti共掺杂ZnO薄膜）表现出最佳的多功能性能，在紫外光照射下实现了接近100%的光催化降解效率，并具有稳定的室温铁磁性。这种性能的提升归因于缺陷工程、氧空位辅助的电荷传输以及缺陷介导的磁相互作用之间的协同效应。这些发现表明，合理的Co-Ti共掺杂是一种有效的策略，可以同时调控ZnO薄膜的光催化和磁学性能，使其成为多功能氧化物半导体应用的有希望的候选材料。
