Synthesis of nanomaterials using self-assembled nanotemplates

Journal of Nanoscience and Nanotechnology

Volumn 12, Issue 10, 2012, Pages 7658-7676

  Menon, Latika ^a   Richter, Christiaan ^b   Friedman, Adam ^c   Wu, Zhen ^d   Panaitescu, Eugen ^a  

^a NORTHEASTERN UNIVERSITY   (United States)

^b Kate Gleason College of Engineering   (United States)

^c NAVAL RESEARCH LABORATORY   (United States)

^d EAST CHINA NORMAL UNIVERSITY   (China)

Author keywords

Alumina; Electrodeposition; Nanopores; Nanotubes; Nanowires; Titania

Indexed keywords

DEPOSITION METHODS; DIVERSE APPLICATIONS; ELECTROCHEMICAL ANODIZATIONS; NANOPOROUS ALUMINA TEMPLATES; NANOTEMPLATES; NANOWIRE ARRAYS; POTENTIAL APPLICATIONS; SELF-ASSEMBLED; SYNTHESIS ROUTE; TI FILM; TITANIA; TITANIA NANOTUBE ARRAYS;

ALUMINA; ELECTRODEPOSITION; NANOPORES; NANOWIRES; TITANIUM; TITANIUM DIOXIDE;

NANOTUBES;

EID: 84870846133     PISSN: 15334880     EISSN: 15334899     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jnn.2012.6637     Document Type: Review

References (135)

1. C. V. Walker, Electrotype manipulation: Being the theory and plain instructions in the art of working in metals, by precipitating them from their solutions, through the agency of galvanic or voltaic electricity. Also in the arts of electro-plating, electro-gilding, and electro-etching; with an account of the mode of depositing metallic oxides, and of several applications of electrotype in the arts, Knight and Sons, London (1841).
2. S. Shingubara, J. Nanopart. Res. 5, 17 (2003).
3. H.-L. Choi and C. Park, J. Mater. Sci. 34, 3591 (1999).
4. F. Keller, M. S. Hunter, and D. L. Robinson, J. Electrochem. Soc. 100, 411 (1953).
5. J. W. Diggle, T. C. Downie, and C. W. Goulding, Chem. Rev. 69, 365 (1969).
6. G. E. Thompson and G. C. Wood, Treatise on Materials Science and Technology, edited by J. C. Scully, Academic Press, New York (1983), Vol. 23, p. 205.
7. J. P. O'Sullivan and G. C. Wood, Proceedings of the Royal Society of London, Series A, Mathematical and Physical Sciences (1970), Vol. 317, p. 511.
8. A. P. Li, F. Muller, and U. Gosele, Electrochem. Solid-State Lett. 3, 131 (2000).
9. Y. Xu, G. E. Thompson, and G. C. Wood, Trans. Inst. Met. Finish. 63, 98 (1985).
10. K. Shimizu, K. Kobayashi, G. E. Thompson, and G. C. Wood, Philos. Mag. A 66, 643 (1992).
11. J. Siejka and C. Ortega, J. Electrochem. Soc. 124, 883 (1977).
12. O. Jessensky, F. Muller, and U. Gosele, Appl. Phys. Lett. 72, 1173 (1998).
13. E. Palibroda, A. Lupsan, and T. Farcas, Mat. Sci. Eng. B 32, 1 (1995).
14. V. P. Parkhutik and V. I. Shershulsky, J. Phys. D: Appl. Phys. 25, 1258 (1992).
15. C. A. Grimes, R. S. Singh, E. C. Dickey, and O. K. Varghese, J. Mater. Res. 16, 1686 (2001).
16. B. J. D. Davies, J. P. S. Pringle, and F. Brown, J. Electrochem. Soc. 112, 675 (1965).
17. T. Valand and K. E. Heusler, J. Electroanal. Chem. 149, 71 (1983).
18. R. T. Foley and T. H. Nguyen, J. Electrochem. Soc. 129, 464 (1982).
19. F. Li, L. Zhang, and R. M. Metzger, Chem. Mater. 10, 2470 (1998).
20. Z. Wu, C. Richter, and L. Menon, J. Electrochem. Soc. 154, E8 (2007).
21. H. Asoh, K. Nishio, M. Nakao, T. Tamamura, and H. Masuda, J. Electrochem. Soc. 148, B152 (2001).
22. S. Shingubara, O. Okino, Y. Sayama, H. Sakaue, and T. Takahagi, Jpn. J. Appl. Phys. 36, 7791 (1997).
23. F. Li, Ph.D. Thesis, University of Alabama, Huntsville, AL (1998).
24. S. Bandyopadhyay, A. E. Miller, H. C. Chang, G. Banerjee, V. Yuzhakov, D.-F. Yue, R. E. Ricker, S. Jones, J. A. Eastman, E. Baugher, and M. Chandrasekhar, Nanotechnology 7, 360 (1996).
25. K. Ebihara, H. Takahashi, and M. Nagayama, J. Met. Finish. Soc. Jpn. 34, 548 (1983).
26. V. Sadasivan, C. P. Richter, L. Menon, and P. F. Williams, AIChE J. 51, 649 (2005).
27. D. AlMawlawi, N. Coombs, and M. Moskovits, J. Appl. Phys. 70, 4421 (1991).
28. M. Zheng, L. Menon, H. Zeng, Y. Liu, S. Bandyopadhyay, R. D. Kirby, and D. J. Sellmyer, Phys. Rev. B 62, 12282 (2000).
29. L. Menon, M. Zheng, H. Zeng, S. Bandyopadhyay, and D. J. Sellmyer, J. Electron. Mater. 29, 510 (2000).
30. H. Masuda and K. Fukuda, Science 268, 1466 (1995).
31. H. Masuda, F. Hasegwa, and S. Ono, J. Electrochem. Soc. 144, L127 (1997).
32. H. Masuda, K. Yada, and A. Osaka, Jpn. J. Appl. Phys. 37, L1340 (1998).
33. H. Masuda, H. Yamada, M. Satoh, H. Asoh, M. Nakao, and T. Tamamura, Appl. Phys. Lett. 71, 2770 (1997).
34. H. Masuda, M. Yotsuya, M. Asano, K. Nishio, M. Nakao, A. Yokoo, and T. Tamamura, Appl. Phys. Lett. 78, 826 (2001).
35. V. Zwilling and E. Darque-Ceretti, Ann. Chim. -Sci. Mat. 22, 482 (1997).
36. D. Gong, C. A. Grimes, and O. K. Varghese, J. Mater. Res. 16, 3331 (2001).
37. M. E. Sibert, J. Electrochem. Soc. 110, 65 (1963).
38. V. Zwilling, E. Darque-Ceretti, A. Boutry-Forveille, D. David, M. Y. Perrin, and M. Aucouturier, Surf. Interface Anal. 27, 629 (1999).
39. V. Zwilling, M. Aucouturier, and E. Darque-Ceretti, Electrochim. Acta 45, 921 (1999).
40. O. K. Varghese, D. Gong, M. Paulose, K. G. Ong, E. C. Dickey, and C. A. Grimes, Adv. Mater. 15, 624 (2003).
41. O. K. Varghese, D. Gong, M. Paulose, K. G. Ong, and C. A. Grimes, Sens. Actuators B 93, 338 (2003).
42. G. K. Mor, M. A. Carvalho, and O. K. Varghese, J. Mater. Res. 19, 628 (2004).
43. K. Shankar, M. Paulose, G. K. Mor, O. K. Varghese, and C. A. Grimes, J. Phys. D: Appl. Phys. 38, 3543 (2005).
44. M. Paulose, O. K. Varghese, K. Shankar, G. K. Mor, and C. A. Grimes, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 837, N3.13.1 (2005).
45. K. G. Ong, O. K. Varghese, G. K. Mor, and C. A. Grimes, J. Nanosci. Nanotechnol. 5, 1801 (2005).
46. G. K. Mor, O. K. Varghese, M. Paulose, K. Shankar, and C. A. Grimes, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 836, L1.9.1 (2005).
47. G. K. Mor, K. Shankar, M. Paulose, O. K. Varghese, and C. A. Grimes, Nano Lett. 5, 191 (2005).
48. G. K. Mor, K. Shankar, and O. K. Varghese, J. Mater. Res. 19, 2989 (2004).
49. R. Beranek, H. Hildebrand, and P. Schmuki, Electrochem. Solid- State Lett. 6, B12 (2003).
50. H. Tsuchiya, J. M. Macak, L. Taveira, E. Balaur, A. Ghicov, K. Sirotna, and P. Schmuki, Electrochem. Commun. 7, 576 (2005).
51. H. Tsuchiya, J. M. Macak, I. Sieber, L. Taveira, A. Ghicov, K. Sirotna, and P. Schmuki, Electrochem. Commun. 7, 295 (2005).
52. H. Tsuchiya, J. M. Macak, A. Ghicov, L. Taveira, and P. Schmuki, Corros. Sci. 47, 3324 (2005).
53. I. Sieber, B. Kannan, and P. Schmuki, Electrochem. Solid-State Lett. 8, J10 (2005).
54. J. Kunze, A. Ghicov, H. Hildebrand, J. M. Macak, L. Traveira, and P. Schmuki, Z. Phys. Chem. 219, 1561 (2005).
55. J. M. Macak, H. Tsuchiya, L. Taveira, S. Aldabergerova, and P. Schmuki, Angew. Chem. Int. Ed. 44, 7463 (2005).
56. J. M. Macak, H. Tsuchiya, A. Ghicov, and P. Schmuki, Electrochem. Commun. 7, 1133 (2005).
57. J. M. Macak, K. Sirotna, and P. Schmuki, Electrochim. Acta 50, 3679 (2005).
58. J. M. Macak, H. Tsuchiya, and P. Schmuki, Angew. Chem. Int. Ed. 44, 2100 (2005).
59. A. Ghicov, H. Tsuchiya, J. M. Macak, and P. Schmuki, Electrochem. Commun. 7, 505 (2005).
60. R. Beranek, H. Tsuchiya, T. Sugishima, J. M. Macak, L. Taveira, S. Fujimoto, H. Kisch, and P. Schmuki, Appl. Phys. Lett. 87, 243114 (2005).
61. E. Balaur, J. M. Macak, L. Taveira, and P. Schmuki, Electrochem. Commun. 7, 1066 (2005).
62. J. Zhao, X. Wang, T. Sun, and L. Li, Nanotechnology 16, 2450 (2005).
63. Q. Cai, M. Paulose, O. K. Varghese, and C. A. Grimes, J. Mater. Res. 20, 230 (2005).
64. O. K. Varghese, M. Paulose, K. Shankar, G. K. Mor, and C. A. Grimes, J. Nanosci. Nanotechnol. 5, 1158 (2005).
65. C. Richter, Z. Wu, and L. Menon, J. Nanosci. Nanotechnol. 7, 704 (2006).
66. S.-I. Tanaka, T. Iwatani, N. Hirose, and T. Tanaki, J. Electrochem. Soc. 149, F186 (2002).
67. L. V. Taveira, J. M. Macak, H. Tsuchiya, L. F. P. Dick, and P. Schmuki, J. Electrochem. Soc. 152, B405 (2005).
68. S. P. Albu, A. Ghicov, J. M. Macak, and P. Schmuki, Phys. Status Solidi RRL 1, R65 (2007).
69. E. Balaur, J. M. Macak, H. Tsuchiya, and P. Schmuki, J. Mater. Chem. 15, 4488 (2005).
70. L. V. Taveira, J. M. Macak, K. Sirotna, L. F. P. Dick, and P. Schmuki, J. Electrochem. Soc. 153, B137 (2006).
71. O. K. Varghese, D. Gong, and M. Paulose, J. Mater. Res. 18, 156 (2003).
72. K. S. Raja, M. Misra, and K. Paramguru, Electrochim. Acta 51, 154 (2005).
73. J. H. Park, S. Kim, and A. J. Bard, Nano Lett. 6, 24 (2006).
74. X. Quan, S. Yang, X. Ruan, and H. Zhao, Environ. Sci. Technol. 39, 3770 (2005).
75. C. Ruan, M. Paulose, O. K. Varghese, and C. A. Grimes, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 90, 1283 (2006).
76. J. Macak, L. Taveira, H. Tsuchiya, K. Sirotna, J. Macak, and P. Schmuki, J. Electroceram. 16, 29 (2006).
77. A. Ghicov, H. Tsuchiya, J. M. Macak, and P. Schmuki, Phys. Status Solidi A 203, R28 (2006).
78. M. Alper, Nanostructured Magnetic Materials and Their Applications, edited by D. Shi, B. Aktas, L. Pust, and F. Mikailov, Springer, New York (2002)., Vol. 1, p. 111.
79. A. J. Bard and L. R. Faulkner, Electrochemical Methods, John Wiley and Sons, Inc., New York (1980).
80. M. Paunovic and M. Schlesinger, Fundamentals of Electrochemical Deposition, John Wiley and Sons, Inc., New York (1988).
81. P. S. Fodor, G. M. Tsoi, and L. E. Wenger, J. Appl. Phys. 91, 8186 (2002).
82. J. B. Wang, Q. F. Liu, D. S. Xue, Y. Peng, X. Z. Cao, and F. S. Li, J. Phys. D: Appl. Phys. 34, 3442 (2001).
83. G. Ji, J. Cao, F. Zhang, G. Xu, S. Tang, B. Gu, and Y. Du, Solid State Commun. 136, 97 (2005).
84. H.-B. Xu, H.-Z. Chen, W.-J. Xu, and M. Wang, Chem. Phys. Lett. 412, 294 (2005).
85. K. Liu, C. L. Chien, and P. C. Searson, Phys. Rev. B 58, R14 681 (1998).
86. K. Liu, C. L. Chien, P. C. Searson, and K. Yu-Zhang, Appl. Phys. Lett. 73, 1436 (1998).
87. X. F. Wang, J. Zhang, H. Z. Shi, Y. W. Wang, G. W. Meng, X. S. Peng, L. D. Zhang, and J. Fang, J. Appl. Phys. 89, 3847 (2001).
88. X. F. Wang, L. D. Zhang, J. Zhang, H. Z. Shi, X. S. Peng, M. J. Zheng, J. Fang, J. L. Chen, and B. J. Gao, J. Phys. D: Appl. Phys. 34, 418 (2001).
89. D. Routkevitch, A. A. Tager, J. Haruyama, D. Almawlawi, M. Moskovits, and J. M. Xu, IEEE Trans. Electron Devices 43, 1646 (1996).
90. X. Bao, F. Li, and R. M. Metzger, J. Appl. Phys. 79, 4866 (1996).
91. R. E. Benfield, D. Grandjean, J. C. Dore, Z. Wu, M. Kroll, T. Sawitowski, and G. Schmid, Eur. Phys. J. D 16, 399 (2001).
92. J. H. Min, J. U. Cho, Y. K. Kim, J.-H. Wu, Y.-D. Ko, and J.-S. Chung, J. Appl. Phys. 99, 08Q510 (2006).
93. J. Xu and Y. Xu, Mater. Lett. 60, 2069 (2006).
94. Y. H. Huang, H. Okumura, and G. C. Hadjipanayis, J. Appl. Phys. 91, 6869 (2002).
95. W. Li, G. A. Jones, Y. Peng, T. H. Shen, and G. Hill, J. Appl. Phys. 97, 104306 (2005).
96. J. Zhang, W. Li, G. A. Jones, and T. H. Shen, J. Appl. Phys. 99, 08Q502 (2006).
97. D. Wan, Y. Wang, Z. Zhou, G. Yang, B. Wang, and L. Wei, Mat. Sci. Eng. B 122, 156 (2005).
98. H. Luo, X. Chen, P. Zhou, H. Shi, and D. Xue, J. Electrochem. Soc. 151, C567 (2004).
99. P. H. Zhou and D. S. Xue, J. Appl. Phys. 96, 610 (2004).
100. P. Zhou, D. Xue, H. Luo, J. Yao, and H. Shi, Nanotechnology 15, 27 (2004).
101. M. Yun, N. V. Myung, R. P. Vasquez, J. Wang, and H. Monbouquette, SPIE Proceedings (2003), Vol. 5220, p. 37.
102. H. Cao, Z. Xu, D. Sheng, J. Hong, H. Sang, and Y. Du, J. Mater. Chem. 11, 958 (2001).
103. H. Cao, Z. Xu, H. Sang, D. Sheng, and C. Tie, Adv. Mater. 13, 121 (2001).
104. S.-J. Choi and S.-M. Park, J. Electrochem. Soc. 149, E26 (2002).
105. A. Varfolomeev, D. Zaretsky, V. Pokalyakin, S. Tereshin, S. Pramanik, and S. Bandyopadhyay, Appl. Phys. Lett. 88, 113114 (2006).
106. S. G. Yang, H. Zhu, G. Ni, D. L. Yu, S. L. Tang, and Y. W. Du, J. Phys. D: Appl. Phys. 33, 2388 (2000).
107. A. I. Gapin, X. R. Ye, J. F. Aubuchon, L. H. Chen, Y. J. Tang, and S. Jin, J. Appl. Phys. 99, 08G902 (2006).
108. S. Melle, J. L. Menendez, G. Armelles, D. Navas, M. Vazquez, K. Nielsch, R. B. Wehrspohn, and U. Gosele, J. Appl. Phys. 83, 4547 (2003).
109. K. Nielsch, R. B. Wehrspohn, S. F. Fischer, H. Kronmuller, J. Barthel, J. Kirschner, and U. Gosele, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 636 (2001).
110. P. D. McGary and B. J. H. Stadler, J. Appl. Phys. 97, 10R503 (2005).
111. T. Ohagai, L. Gravier, X. Hoffer, and J.-P. Ansermet, J. Appl. Electrochem. 35, 479 (2005).
112. A. Saedi and M. Ghorbani, Mater. Chem. Phys. 91, 417 (2005).
113. H. Chiriac, A.-E. Moga, M. Urse, I. Paduraru, and N. Lupu, J. Magn. Magn. Mater. 272-276, 1678 (2004).
114. N. B. Chaure and J. M. D. Coey, J. Magn. Magn. Mater. 303, 232 (2006).
115. Y. W. Wang, G. Z. Wang, S. X. Wang, T. Gao, H. Sang, and L. D. Zhang, Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 74, 577 (2002).
116. K. Kim, M. Kim, and S. M. Cho, Mater. Chem. Phys. 96, 278 (2006).
117. X. Y. Zhang, L. D. Zhang, W. Chen, G. W. Meng, M. J. Zheng, L. X. Zhao, and F. Phillipp, Chem. Mater. 13, 2511 (2001).
118. G. Sauer, G. Brehm, S. Schneider, K. Nielsch, R. B. Wehrspohn, J. Choi, H. Hofmeister, and U. Gosele, J. Appl. Phys. 91, 3243 (2002).
119. D. Carlier and J.-P. Ansermet, J. Electrochem. Soc. 153, C277 (2006).
120. Y. Li, G. W. Meng, L. D. Zhang, and F. Phillipp, Appl. Phys. Lett. 76, 2011 (2000).
121. M. J. Zheng, L. D. Zhang, G. H. Li, and W. Z. Shen, Chem. Phys. Lett. 363, 123 (2002).
122. J. Oh, Y. Tak, and J. Lee, Electrochem. Solid-State Lett. 7, C27 (2004).
123. X. Zhang, B. Yao, L. Zhao, C. Liang, L. Zhang, and Y. Mao, J. Electrochem. Soc. 148, G398 (2001).
124. X. Zhang, Y. Hao, G. Meng, and L. Zhang, J. Electrochem. Soc. 152, C664 (2005).
125. R. Chen, D. Xu, G. Guo, and L. Gui, J. Electrochem. Soc. 150, G183 (2003).
126. D. Xu, Y. Xu, D. Chen, G. Guo, L. Gui, and Y. Tang, Chem. Phys. Lett. 325, 340 (2000).
127. X. T. Tang, G. C. Wang, and M. Shima, J. Appl. Phys. 99, 033906 (2006).
128. J. U. Cho, J. H. Min, S. P. Ko, J. Y. Soh, Y. K. Kim, J.-H. Wu, and S. H. Choi, J. Appl. Phys. 99, 08C909 (2006).
129. C. A. Huber and T. E. Huber, J. Appl. Phys. 64, 6588 (1988).
130. C. A. Huber, T. E. Huber, M. Sadoqi, J. A. Lubin, S. Manalis, and C. B. Prater, Science 263, 800 (1994).
131. C.-C. Chen, Y. Bisrat, Z. P. Luo, R. E. Schaak, C. G. Chao, and D. C. Lagoudas, Nanotechnology 17, 367 (2006).
132. Y. Lin, X. Sun, S. B. Cronin, Z. B. Zhang, J. Y. Ying, and D. S. Mildred, Mat. Res. Soc. Fall Conf. Proc. Symposium H (1999).
133. Z. Zhang, X. Sun, M. S. Dresselhaus, J. Y. Ying, and J. P. Heremans, Appl. Phys. Lett. 73, 1589 (1998).
134. Z. Zhang, X. Sun, M. S. Dresselhaus, J. Y. Ying, and J. Heremans, Phys. Rev. B 61, 4850 (2000).
135. Y.-M. Lin, S. B. Cronin, O. Rabin, J. Y. Ying, and M. S. Dresselhaus, Appl. Phys. Lett. 79, 677 (2001).