Los óxidos semiconductores han generado un creciente interés en los últimos años, debido a sus interesantes propiedades físico-químicas y sus potenciales aplicaciones en el campo de la optoelectrónica, la catálisis y el almacenamiento de energía. También, ha crecido el interés en las propiedades magnéticas de estos materiales, debido, entre otros motivos, a sus prometedoras aplicaciones en dispositivos de almacenamiento magnético o en medicina. Mediante el control de la morfología, el tamaño, la introducción de dopantes y la síntesis de materiales compuestos (composites) basados en formas alotrópicas de carbono, dichas aplicaciones pueden mejorarse y otras nuevas desarrollarse. En el marco de esta tesis doctoral se ha investigado la síntesis de nanopartículas de -Fe2O3 y Cr2O3 y microestructuras de h-MoO3, así como la fabricación de composites con grafito, grafeno y óxido de grafeno, para conseguir mejorar sus propiedades de cara al desarrollo de aplicaciones en el campo de la optoelectrónica y el almacenamiento de energía en baterías de ion litio. Para ello se ha llevado a cabo una amplia y adecuada caracterización morfológica, estructural, óptica, magnética y electroquímica de todas las muestras..