1。半導体 ：半導体材料では、欠陥はバンドギャップ内に局所的なエネルギー状態を作成し、材料の電気特性を変更できます。これは、トランジスタおよびその他の半導体デバイスの背後にある基本原則です。たとえば、固有半導体であるシリコンには、それぞれN型またはP型半導体を作成するために、特定の不純物（リンまたはホウ素など）をドープできます。これらの欠陥は、電荷キャリア（電子または穴）の濃度と種類を制御し、電流の変調を可能にします。
2。フォトクロミック材料 ：欠陥は、材料のフォトクロミックの挙動を誘発し、光にさらされると色や透明性を変えることができます。このプロパティは、スマートウィンドウ、サングラス、光学式ストレージデバイスなどのさまざまなテクノロジーでアプリケーションを見つけます。たとえば、特定の金属酸化物材料（タングステン酸化物など）は、光照射時に電子を閉じ込めて放出する欠陥のためにフォトクロミズムを示す可能性があり、光学特性に可逆的な変化をもたらします。
3。非磁性材料の強磁性 ：欠陥は、通常非磁性の材料に強磁性挙動を誘導する可能性があります。これは、磁気不純物を導入するか、通常の結晶構造を破壊する欠陥を作成し、局所的な磁気モーメントをもたらすことで実現できます。たとえば、酸化亜鉛（ZNO）に酸素空孔を導入すると、室温で強磁性が誘発され、スピントロニクスおよび磁気センサーに潜在的な用途が可能になります。
4。触媒活性の強化 ：欠陥は、材料の触媒活性を大幅に向上させることができます。特定の欠陥を導入することにより、材料の表面反応性と吸着特性を変更することができ、さまざまな化学反応のためにより効率的な触媒になります。たとえば、セリア（CEO2）やチタニア（TIO2）などの金属酸化物の欠陥は、水分割、汚染物質分解、燃料電池反応などの反応の触媒性能を改善できます。
5。発光とシンチレーション ：欠陥は発光中心として機能し、材料が励起時に光を放出できるようにすることができます。この特性は、照明、レーザー、シンチレーション検出器のために蛍光体で利用されています。たとえば、特定の結晶（例えば、硫化亜鉛、テルル化亜鉛）に特定の不純物または欠陥が存在すると、効率的な発光とシンチレーションにつながる可能性があり、X線画像や放射線検出などの用途に役立ちます。
これらの例は、欠陥が有用かつ活性な特性を持つ不活性材料をどのように導くことができるかを示しており、電子機器や光学系から触媒、センシングまで、幅広い技術に適用可能になります。
