ZnO có khả năng phát huỳnh quang ngay ở nhiệt độ phòng do có năng lƣợng liên kết exiton lớn 60meV. Phổ huỳnh quang của ZnO gồm hai vùng: vùng thứ nhất là vùng tử ngoại nằm gần bờ hấp thụ và vùng thứ hai là vùng phổ rộng với đỉnh phổ thƣờng nằm trong dải phổ xanh. Vùng phát tử ngoại có đỉnh 3,35eV và
thời gian phân rã . Bản chất của vùng phổ này do sự tái hợp exiton . Bản
chất của vùng phổ xanh hiện tại vẫn chƣa đƣợc hiểu rõ. Tuy nhiên rất nhiều các nghiên cứu đã giải thích vùng phổ này dựa trên sự sai hỏng trong mạng tinh thể ZnO, cụ thể nút khuyết nguyên tử Zn – VZn , nút khuyết nguyên tử Oxi – VO , ion Zn điền kẽ - Zni, sai vị trí nguyên tử Oxi, và sự chuyển tiếp Zni – VZn [66] [91].
Vì vậy, có thể kết luận rằng, vùng phổ xanh trong phổ huỳnh quang của ZnO có liên hệ tới sự sai hỏng trong mạng tinh thể ZnO.
Hình 1.15: Phổ huỳnh quang th ờng thấy của ZnO tại nhiệt độ phòng[66].
Khả năng phát huỳnh quang của ZnO đi kèm với độ bền quang học chính là tính chất khiến ZnO đƣợc xem nhƣ là một trong những loại vật liệu thay thế các tâm phát quang hữu cơ hay protein sinh học khi phát triển các cảm biến huỳnh quang sinh học sinh học nói chung và cảm biến glucose nói riêng và bao gồm các lĩnh vực khác nhƣ tạo ảnh, dẫn thuốc [29][65]. Cụ thể, sự thay đổi cƣờng độ đỉnh phổ vùng UV đƣợc dùng để xác định nồng độ glucose trong các mẫu đo trong
nhiều nghiên cứu về cảm biến huỳng quang glucose, H2O2[82]. Vùng phổ xanh
của ZnO kết hợp với nhiều loại phân tử sinh học và đƣợc dùng để xác định tế bào ung thƣ trong tạo ảnh tế bào [29][65][98].