Formation, morphology control and applications of anodic TiO2 nanotube arrays

Journal of Materials Chemistry

Volumn 21, Issue 25, 2011, Pages 8955-8970

  Su, Zixue ^a   Zhou, Wuzong ^a  

^a UNIVERSITY OF ST ANDREWS   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANODIC TITANIUM OXIDES; BIOMEDICAL RESEARCH; DYE-SENSITIZED SOLAR CELL; FORMATION MECHANISM; HYDROGEN-SENSING; LOW DIMENSIONAL; MORPHOLOGY CONTROL; NANOTUBE ARRAYS; NANOTUBE LENGTHS; NON-AQUEOUS; PORE ORDERING; TEMPLATING; TIO; TITANIUM DIOXIDE FILMS; WATER SPLITTING;

ANODIC OXIDATION; MORPHOLOGY; NANOTUBES; OXIDE FILMS; SOLAR POWER GENERATION; TITANIUM; TITANIUM DIOXIDE;

SOLAR CONTROL FILMS;

EID: 79960014152     PISSN: 09599428     EISSN: 13645501     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c0jm04587j     Document Type: Review

References (173)

1. R. C. Furneaux G. E. Thompson G. C. Wood Corros. Sci. 1978 18 853
2. F. Keller M. S. Hunter D. L. Robinson J. Electrochem. Soc. 1953 100 411
3. M. S. Hunter P. Fowler J. Electrochem. Soc. 1954 101 481
4. V. V. Yuzhakov H. C. Chang A. E. Miller Phys. Rev. B: Condens. Matter 1997 56 12608
5. G. D. Bengough and J. M. Stuart, Brit. patent, 223994, 1923
6. G. L. Che B. B. Lakshmi E. R. Fisher C. R. Martin Nature 1998 393 346
7. P. Banerjee I. Perez L. H. Lecordier S. B. Lee G. W. Rubloff Nat. Nanotechnol. 2009 4 292
8. F. Matsumoto K. Nishio H. Masuda Adv. Mater. 2004 16 2105
9. G. Gorokh A. Mozalev D. Solovei V. Khatko E. Llobet X. Correig Electrochim. Acta 2006 52 1771
10. G. K. Mor O. K. Varghese M. Paulose K. Shankar C. A. Grimes Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006 90 2011
11. J. Li C. Papadopoulos J. Xu Nature 1999 402 253
12. J. Sha J. J. Niu X. Y. Ma J. Xu X. Zhang Q. Yang D. R. Yang Adv. Mater. 2002 14 1219
13. C. Mu Y. X. Yu R. M. Wang K. Wu D. S. Xu G. L. Guo Adv. Mater. 2004 16 1550
14. V. Zwilling E. D. Ceretti A. B. Forveille D. David M. Y. Perrin M. Aucouturier Surf. Interface Anal. 1999 27 629
15. D. Gong C. A. Grimes O. K. Varghese W. Hu R. S. Singh Z. Chen E. C. Dickey J. Mater. Res. 2001 16 3331
16. H. Tsuchiya P. Schmuki Electrochem. Commun. 2005 7 49
17. I. Sieber H. Hildebrand A. Friedrich P. Schmuki Electrochem. Commun. 2005 7 97
18. I. Sieber B. Kannan P. Schmuki Electrochem. Solid-State Lett. 2005 8 J10
19. H. Tsuchiya J. M. Macak I. Sieber L. Taveira A. Ghicov K. Sirotna P. Schmuki Electrochem. Commun. 2005 7 295
20. N. R. de Tacconi C. R. Chenthamarakshan G. Yogeeswaran A. Watcharenwong R. S. de Zoysa N. A. Basit K. Rajeshwar J. Phys. Chem. B 2006 110 25347
21. G. B. Stefanovich A. L. Pergament A. A. Velichko L. A. Stefanovich J. Phys.: Condens. Matter 2004 16 4013
22. H. Tsuchiya J. M. Macak L. Taveira P. Schmuki Chem. Phys. Lett. 2005 410 188
23. S. Berger H. Tsuchiya P. Schmuki Chem. Mater. 2008 20 3245
24. J. M. Macak H. Tsuchiya L. Taveira A. Ghicov P. Schmuki J. Biomed. Mater. Res., Part A 2005 75 928
25. A. Ghicov S. Aldabergenova H. Tsuchiya P. Schmuki Angew. Chem., Int. Ed. 2006 45 6993
26. K. Yasuda P. Schmuki Electrochim. Acta 2007 52 4053
27. S. Kobayashi N. Hamasaki M. Suzuki M. Kimura H. Shirai K. Hanabusa J. Am. Chem. Soc. 2002 124 6550
28. T. Kasuga M. Hiramatsu A. Hoson T. Sekino K. Niihara Langmuir 1998 14 3160
29. Q. Chen W. Z. Zhou G. H. Du L. H. Peng Adv. Mater. 2002 14 1208
30. Z. R. R. Tian J. A. Voigt J. Liu B. McKenzie H. F. Xu J. Am. Chem. Soc. 2003 125 12384
31. S. Zhang L.-M. Peng Q. Chen G. H. Du G. Dawson W. Z. Zhou Phys. Rev. Lett. 2003 91 256103
32. Z. X. Su W. Z. Zhou J. Mater. Chem. 2009 19 2301
33. E. Topoglidis C. J. Campbell A. E. G. Cass J. R. Durrant Langmuir 2001 17 7899
34. A. Ghicov P. Schmuki Chem. Commun. 2009 2791
35. H. Masuda K. Fukuda Science 1995 268 1466
36. J. M. Macak H. Tsuchiya L. Taveira S. Aldabergerova P. Schmuki Angew. Chem., Int. Ed. 2005 44 7463
37. W. Lee R. Ji U. Gösele K. Nielsch Nat. Mater. 2006 5 741
38. M. Paulose K. Shankar S. Yoriya H. E. Prakasam O. K. Varghese G. K. Mor T. A. Latempa A. Fitzgerald C. A. Grimes J. Phys. Chem. B 2006 110 16179
39. Y. Li Z. Y. Ling S. S. Chen X. Hu X. H. He Chem. Commun. 2010 46 309
40. J. W. Diggle T. C. Downie C. W. Goulding Chem. Rev. 1969 69 365
41. J. P. O'Sullivan G. C. Wood Proc. R. Soc. London, Ser. A 1970 317 511
42. V. P. Parkhutik V. I. Shershulsky J. Phys. D: Appl. Phys. 1992 25 1258
43. K. R. Hebert J. E. Houser J. Electrochem. Soc. 2009 156 C275
44. S. J. Garcia-Vergara D. Le Clere T. Hashimoto H. Habazaki P. Skeldon G. E. Thompson Electrochim. Acta 2009 54 6403
45. M. Curioni E. V. Koroleva P. Skeldon G. E. Thompson Electrochim. Acta 2010 55 7044
46. F. Y. Li L. Zhang R. M. Metzger Chem. Mater. 1998 10 2470
47. O. Jessensky F. Müller U. Gösele Appl. Phys. Lett. 1998 72 1173
48. L. V. Taveira J. M. Macak H. Tsuchiya L. F. P. Dick P. Schmuki J. Electrochem. Soc. 2005 152 B405
49. G. K. Singh A. A. Golovin I. S. Aranson Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006 73 205422
50. A. I. Vorobyova E. A. Outkina A. A. Khodin Russ. Microelectron. 2007 36 384
51. S. J. Lu Z. X. Su J. Sha W. Z. Zhou Chem. Commun. 2009 5639
52. Y. Li Z. Y. Ling X. Hu Y. S. Liu Y. Chang Chem. Commun. 2011 47 2173
53. C. Ruan M. Paulose O. K. Varghese C. A. Grimes Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006 90 1283
54. J. M. Macak H. Tsuchiya P. Schmuki Angew. Chem., Int. Ed. 2005 44 2100
55. Z. Lockman S. Ismail S. Sreekantan L. S. Mende J. L. M. Driscoll Nanotechnology 2010 21 055601
56. K. Nakayama, T. Kubo, A. Tsubokura, Y. Nishikitani and H. Masuda, ECS Meeting Abstracts, 2006, vol. 502, p. 819
57. C. Richter Z. Wu E. Panaitescu R. J. Willey L. Menon Adv. Mater. 2007 19 946
58. C. Richter E. Panaitescu R. J. Willey L. Menon J. Mater. Res. 2007 22 1624
59. N. F. Fahim T. Sekino M. F. Morks T. Kusunose J. Nanosci. Nanotechnol. 2009 9 1803
60. C. E. B. Marino P. A. P. Nascente S. R. Biaggio R. C. R. Filho N. Bocchi Thin Solid Films 2004 468 109
61. H. Habazaki M. Teraoka Y. Aoki P. Skeldon G. E. Thompson Electrochim. Acta 2010 55 3939
62. C. Ruan M. Paulose O. K. Varghese G. K. Mor C. A. Grimes J. Phys. Chem. B 2005 109 15754
63. K. Shankar G. K. Mor H. E. Prakasam S. Yoriya M. Paulose. O. K. Varghese C. A. Grimes Nanotechnology 2007 18 065707
64. A. Valota M. Curioni D. J. Leclere P. Skeldon P. Falaras G. E. Thompson J. Electrochem. Soc. 2010 157 K243
65. H. Foll S. Langa J. Carstensen M. Christophersen I. M. Tiginyanu Adv. Mater. 2003 15 183
66. Z. X. Su W. Z. Zhou Adv. Mater. 2008 20 3663
67. Z. X. Su G. Hahner W. Z. Zhou J. Mater. Chem. 2008 18 5787
68. J. E. Houser K. R. Hebert J. Electrochem. Soc. 2006 153 B566
69. J. E. Houser K. R. Hebert Nat. Mater. 2009 8 415
70. Z. T. Y. Al-Abdullah Y. Shin R. Kler C. C. Perry W. Z. Zhou Q. Chen Nanotechnology 2010 21 505601
71. N. Sato Electrochim. Acta 1971 16 1683
72. L. I. Rubianes P. Skeldon G. E. Thompson H. Habazaki K. Shimizu J. Electrochem. Soc. 2002 149 B23
73. A. P. Li F. Müller A. Birner K. Nielsch U. Gösele J. Appl. Phys. 1998 84 6023
74. S. J. Garcia-Vergara L. Iglesias-Rubianes C. E. Blanco-Pinzon P. Skeldon G. E. Thompson P. Campestrini Proc. R. Soc. London, Ser. A 2006 462 2345
75. P. Skeldon G. E. Thompson S. J. Garcia-Vergara L. Iglesias-Rubianes C. E. B. Pinzon Electrochem. Solid-State Lett. 2006 9 B47
76. S. J. G. Vergara P. Skeldon G. E. Thompson H. Habakaki Appl. Surf. Sci. 2007 254 1534
77. A. B. Wiecheć J. J. Ganem S. J. G. Vergara P. Skeldon G. E. Thompson I. C. Vickridge J. Electrochem. Soc. 2010 157 C399
78. J. Siejka C. Ortega J. Electrochem. Soc. 1977 124 883
79. Z. D. Zivkovic B. Dobovisek J. Therm. Anal. 1977 12 207
80. X. F. Wang L. Andrews J. Phys. Chem. A 2005 109 10689
81. S. Z. Chu K. Wada S. Inoue M. Isogai A. Yasumori Adv. Mater. 2005 17 2115
82. S. P. Albu A. Ghicov S. Aldabergenova P. Drechsel D. LeClere G. E. Thompson J. M. Macak P. Schmuki Adv. Mater. 2008 20 4135
83. M. Paulose H. E. Prakasam O. K. Varghese L. Peng K. C. Popat G. K. Mor T. A. Desai C. A. Grimes J. Phys. Chem. C 2007 111 14992
84. L. V. Taveira J. M. Macak K. Sirotna L. F. P. Dick P. Schmuki J. Electrochem. Soc. 2006 153 B137
85. F. Zhang X. H. Liu C. F. Pan J. Zhu Nanotechnology 2007 18 345302
86. S. Bauer S. Kleber P. Schmuki Electrochem. Commun. 2006 8 1321
87. J. M. Macak H. Hildebrand U. M. Jahns P. Schmuki J. Electroanal. Chem. 2008 621 254
88. Z. X. Su W. Z. Zhou J. Mater. Chem. 2011 21 357
89. S. Ono M. Saito M. Ishiguro H. Asoh J. Electrochem. Soc. 2004 151 B473
90. Z. X. Su M. Bühl W. Z. Zhou J. Am. Chem. Soc. 2009 131 8697
91. J. Wang Z. Q. Lin J. Phys. Chem. C 2009 113 4026
92. S. Yoriya C. A. Grimes Langmuir 2010 26 417
93. S. P. Albu D. Kim P. Schmuki Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 1916
94. K. Yasuda J. M. Macak S. Berger A. Ghicov P. Schmuki J. Electrochem. Soc. 2007 154 C472
95. J. M. Macak S. Albu D. H. Kim I. Paramasivam S. Aldabergerova P. Schmuki Electrochem. Solid-State Lett. 2007 10 K28
96. X. Y. Wang S. Zhang L. D. Sun Thin Solid Films 2011 10.1016/j.tsf.2011. 01.016
97. G. W. Meng Y. J. Jung A. Y. Cao R. Vaitai P. M. Aiayan Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 7074
98. X. L. Yuan M. J. Zheng L. Ma W. Z. Shen Nanotechnology 2010 21 405302
99. S. Q. Li G. M. Zhang D. Z. Guo L. G. Yu W. Zhang J. Phys. Chem. C 2009 113 12759
100. M. Adachi Y. Murata M. Harada S. Yoshikawa Chem. Lett. 2000 942
101. S. Z. Chu S. Inoue K. Wada D. Li H. Haneda S. Awatsu J. Phys. Chem. B 2003 107 6586
102. O. K. Varghese D. Gong M. Paulose K. G. Ong E. C. Dickey C. A. Grimes Adv. Mater. 2003 15 624
103. G. K. Mor M. A. Carvalho O. K. Varghese M. V. Pishko C. A. Grimes J. Mater. Res. 2004 19 628
104. O. K. Varghese G. K. Mor C. A. Grimes M. Paulose N. Mukherjee J. Nanosci. Nanotechnol. 2004 4 733
105. M. Paulose O. K. Varghese G. K. Mor C. A. Grimes K. G. Ong Nanotechnology 2006 17 398
106. G. K. Mor K. Shankar O. K. Varghese C. A. Grimes J. Mater. Res. 2004 19 2989
107. O. K. Varghese M. Paulose K. Shankar G. K. Mor C. A. Grimes J. Nanosci. Nanotechnol. 2005 5 1158
108. S. Uchida R. Chiba M. Tomiha N. Masaki M. Shirai Electrochemistry 2002 70 418
109. M. Adachi Y. Murata I. Okada S. Yoshikawa J. Electrochem. Soc. 2003 150 G488
110. M. Paulose K. Shankar O. K. Varghese G. K. Mor B. Hardin C. A. Grimes Nanotechnology 2006 17 1446
111. A. Fujishima K. Honda Nature 1972 238 37
112. M. Tomkiewicz H. Fay Appl. Phys. 1979 18 1
113. 2 Nanotube Arrays: Synthesis, Properties, and Applications, Springer, London, 2009, ch. 4
114. A. K. Ghosh H. P. Maruska J. Electrochem. Soc. 1977 124 1516
115. M. Anpo Catal. Surv. Jpn. 1997 1 169
116. W. Choi A. Termin M. R. Hoffmann J. Phys. Chem. 1994 98 13669
117. R. Asahi T. Morikawa T. Ohwaki K. Aoki Y. Taga Science 2001 239 269
118. C. Burda Y. B. Lou X. B. Chen A. C. S. Samia J. Stout J. L. Gole Nano Lett. 2003 3 1049
119. S. Sakthivel H. Kisch ChemPhysChem 2003 4 487
120. H. Irie Y. Watanabe K. Hashimoto Chem. Lett. 2003 772
121. J. H. Park S. Kim A. J. Bard Nano Lett. 2006 6 24
122. T. Yamaki T. Umebayashi T. Sumita S. Yamamoto M. Maekawa A. Kawasuso H. Itoh Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 2003 206 254
123. A. J. Nozik Appl. Phys. Lett. 1977 30 567
124. K. Shankar J. I. Basham N. K. Allam O. K. Varghese G. K. Mor X. Feng M. Paulose J. A. Seabold K. S. Choi C. A. Grimes J. Phys. Chem. C 2009 113 6327
125. G. K. Mor O. K. Varghese R. H. T. Wilkie S. Sharma K. Shankar T. J. Latempa K. S. Choi C. A. Grimes Nano Lett. 2008 8 1906
126. F. Kiriakidou D. I. Kondarides X. E. Verykios Catal. Today 1999 54 119
127. F. Zhang J. Zhao T. Shen H. Hidaka E. Pelizzetti N. Serpone Appl. Catal., B 1998 15 147
128. J. M. Macak H. Tsuchiya A. Ghicov K. Yasuda R. Hahn S. Bauer P. Schmuki Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2007 11 3
129. J. M. Macak M. Zlamal J. Krysa P. Schmuki Small 2007 3 300
130. J. Desilvestro M. Grätzel L. Kavan J. Moser J. Augustynski J. Am. Chem. Soc. 1985 107 2988
131. M. K. Nazeeruddin A. Kay I. Rodicio R. H. Baker E. Müller P. Liska N. Vlachopoulos M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 1993 115 6382
132. B. O'Regan M. Grätzel Nature 1991 353 737
133. M. K. Nazeeruddin F. De Angelis S. Fantacci A. Selloni G. Viscardi P. Liska S. Ito B. Takeru M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 2005 127 16835
134. G. K. Mor K. Shankar M. Paulose O. K. Varghese C. A. Grimes Nano Lett. 2006 6 215
135. K. Zhu N. R. Nwale A. Miedaner A. J. Frank Nano Lett. 2007 7 69
136. C. C. Chen H. W. Chung C. H. Chen H. P. Lu C. M. Lan S. F. Chen L. Y. Luo C. S. Hung E. W. G. Diau J. Phys. Chem. C 2008 112 19151
137. K. Shankar J. Bandara M. Paulose H. Wietasch O. K. Varghese G. K. Mor T. J. LaTempa M. Thelakkat C. A. Grimes Nano Lett. 2008 8 1654
138. O. K. Varghese M. Paulose C. A. Grimes Nat. Nanotechnol. 2009 4 592
139. S. Shukla S. Patil S. C. Kuiry Z. Rahman T. Du L. Ludwig C. Parish S. Seal Sens. Actuators, B 2003 96 343
140. Z. Zhang C. C. Wang R. Zakaria J. Y. Ying J. Phys. Chem. B 1998 102 10871
141. Y. X. Li X. F. Yu Q. B. Yang J. Sens. 2009 402174
142. O. K. Varghese D. Gong M. Paulose K. G. Ong C. A. Grimes Sens. Actuators, B 2003 93 338
143. G. K. Mor O. K. Varghese M. Paulose C. A. Grimes Sens. Lett. 2003 1 42
144. O. K. Varghese X. P. Yang J. Kendig M. Paulose K. F. Zeng C. Palmer K. G. Ong C. A. Craig Sens. Lett. 2006 4 120
145. B. D. Ratner, A. S. Hoffman, F. J. Schoen and J. E. Lemons, Biomaterials Science, Academic Press, San Diego, CA, 1996
146. 2 Nanotube Arrays: Synthesis, Properties, and Applications, Springer, London, 2009, ch. 6
147. X. L. Zhu D. W. Son J. L. Ong K. Kim J. Mater. Sci.: Mater. Med. 2003 14 629
148. S. H. Oh R. R. Finones C. Daraio L. H. Chen S. Jin Biomaterials 2005 26 4938
149. H. J. Oh J. H. Lee Y. J. Kim S. J. Suh J. H. Lee C. S. Chi Mater. Chem. Phys. 2008 109 10
150. M. Uchida H. M. Kim T. Kokubo S. Fujibayashi T. Nakamura J. Biomed. Mater. Res. 2003 64 164
151. S. Yoriya G. K. Mor S. Sharma C. A. Grimes J. Mater. Chem. 2008 18 3332
152. W. J. Lee M. Alhoshan W. H. Smyrl J. Electrochem. Soc. 2006 153 B499
153. H. Tsuchiya J. M. Macak L. Muller J. Kunze F. Muller P. Greil S. Virtanen P. Schmuki J. Biomed. Mater. Res., Part A 2006 77 534
154. S. Liu A. Chen Langmuir 2005 21 8409
155. P. Xiao B. B. Garcia Q. Guo D. Liu G. Cao Electrochem. Commun. 2007 9 2441
156. K. C. Popat M. Eltgroth T. J. LaTempa C. A. Grimes T. A. Desai Biomaterials 2007 28 4880
157. K. C. Popat M. Eltgroth T. J. LaTempa C. A. Grimes T. A. Desai Small 2007 11 1878
158. L. Peng A. D. Mendelsohn T. J. LaTempa S. Yoriya C. A. Grimes T. A. Desai Nano Lett. 2009 9 1932
159. R. Cinnsealach G. Boschloo S. N. Rao D. Fitzmaurice Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1999 57 107
160. A. Ghicov H. Tsuchiya R. Hahn J. M. Macak A. G. Munoz P. Schmuki Electrochem. Commun. 2006 8 528
161. R. Hahn A. Ghicov H. Tsuchiya J. M. Macak A. G. Munoz P. Schmuki Phys. Status Solidi A 2007 204 1281
162. A. Ghicov S. P. Albu J. M. Macak P. Schmuki Small 2008 4 1063
163. A. Benoit I. Paramasivam Y. C. Nah P. Roy P. Schmuki Electrochem. Commun. 2009 11 728
164. S. P. Albu A. Ghicov J. M. Macak R. Hahn P. Schmuki Nano Lett. 2007 7 1286
165. J. Wang Z. Lin Chem. Mater. 2008 20 1257
166. J. H. Park T. W. Lee M. G. Kang Chem. Commun. 2008 2867
167. X. H. Meng T. Y. Lee H. Y. Chen D. W. Shin K. W. Kwon S. J. Kwon J. B. Yoo J. Nanosci. Nanotechnol. 2010 10 4259
168. Q. W. Chen D. S. Xu J. Phys. Chem. C 2009 113 6310
169. I. Eswaramoorthi L. P. Hwang Diamond Relat. Mater. 2007 16 1571
170. D. Fang K. L. Huang S. Q. Liu Z. P. Luo X. X. Qing Q. G. Zhang J. Alloys Compd. 2010 498 37
171. X. Y. Chen M. H. Qiao S. H. Xie K. N. Fan W. Z. Zhou H. Y. He J. Am. Chem. Soc. 2007 129 13305
172. X. F. Yang J. X. Fu C. J. Jin C. L. Liang M. M. Wu W. Z. Zhou J. Am. Chem. Soc. 2010 132 14279
173. Z. X. Su W. Z. Zhou Y. Zhang Chem. Commun. 2011 47 4700