An attempt was made to explore the relationship between the gas sensing performance of ZnSnO3 thin films and their intrinsic charge carrier behaviors. ZnSnO3 films with miscellaneous electrical characteristics were obtained by the combination of like-chemical oxygen control, fluorine doping, and like-physical light conditioning. The microstructure, morphology, optical transparency, electrical characteristics, and gas sensing performance were analyzed by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, atomic force microscopy, ultraviolet spectrophotometer, Hall effect apparatus, and electrochemical testing system, respectively. The results show that through F–O coregulation, the carrier concentration of ZnSnO3 thin films was increased from 1017 to 1018 cm–3, the sensitivity was increased from 0.09 to 0.26, the response/recovery time was reduced from 165 s/153 s to 129 s/110 s, and the optimal operating temperature was lowered to 280 °C. The irradiation of simulating solar intentionally enhanced the carrier concentration, which significantly increased the sensitivity to 31.16 and greatly reduced the response/recovery time to 79 s/68 s. The minimum limit of detection concentration has been reduced to 2 ppm for dense and simple film, and even the minimum operating temperature has been drastically lowered to room temperature. For various derivated carriers with different concentrations, the mechanism of depletion and accumulation on the gas-sensitive response is proposed.

Oxychalcogenides are receiving increasing interest as nonlinear-optical (NLO) materials because of the possible combination of advantages from oxides and chalcogenides. Here, two new pentanary oxythiogermanates Eu2MGe2OS6 [M = Zn (1), Cd (2)] were obtained by the facile metal oxide–boron–sulfur solid-state route. They crystallize with a melilite-type structure and feature {[MGe2OS6]4–}∞ layers built by Ge2OS6 dimers and MS4 tetrahedra. Their optical band gaps are 2.37 and 2.38 eV. As the first NLO rare-earth (RE)/d10 dual-metal oxychalcogenides, they exhibit phase-matchable NLO responses and enhanced laser-induced damage thresholds. Theoretical calculations show that the NLO responses are predominantly contributed by the EuOS7 motifs. This work provides the potential of RE/d10 dual-metal-based NLO materials.