Fabrication of Ordered Anodic Nanoporous Alumina Layers and their Application to Nanotechnology

Electrocrystallization in Nanotechnology

Volumn , Issue , 2007, Pages 138-166

  Asoh, Hidetaka ^a   Ono, Sachiko ^a  

^a KOGAKUIN UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

3D periodicity; Anodic porous alumina; Application of nanoporous alumina; Electrocrystallization; Nanotechnology; Natural lithography; Ordered anodic nanoporous alumina layers; Preparation of nanostructures; Properties of nanostructures; Square cell arrangement

Indexed keywords

EID: 84890259858     PISSN: None     EISSN: None     Source Type: Book    
DOI: 10.1002/9783527610198.ch7     Document Type: Chapter

References (155)

1. G. D. Stucky, J. E. M. Dougall, Science, 247, 669 (1990).
2. R. J. Tonucci, B. L. Justus, A. J. Campillo, C. E. Ford, Science, 258, 783 (1992).
3. J. S. Beck, J. C. Vartuli, W. J. Roth, M. E. Leonowicz, C. T. Kresge, K. D. Schmitt, C. T.-W. Chu, D. H. Olson, E. W. Sheppard, S. B. McCullen, J. B. Higgins, J. L. Schlenker, J. Am. Chem. Soc., 114, 10834 (1992).
4. T. M. Whitney, J. S. Jiang, P. C. Searson, C. L. Chien, Science, 261, 1316 (1993).
5. C. R. Martin, Science, 266, 1961 (1994).
6. Y. Xia, B. Gates, Y. Yin, Y. Lu, Adv. Mater., 12, 693 (2000).
7. S. Kawai, R. Ueda, J. Electrochem. Soc., 122, 32 (1975).
8. H. Daimon, O. Kitakami, O. Inagoya, A. Sakemoto, Jpn. J. Appl. Phys., 30, 282 (1991).
9. D. Al-Mawlawi, N. Coombs, M. Moskovits, J. Appl. Phys., 70, 4421 (1991).
10. C. A. Huber, T. E. Huber, M. Sadoqi, J. A. Lubin, S. Manali, C. B. Prater, Science, 263, 800 (1994).
11. M. Zheng, L. Menon, H. Zeng, Y. Liu, S. Bandyopadhyay, R. D. Kirby, D. J. Sellmyer, Phys. Rev. B, 62, 12282 (2000).
12. K. Nielsch, R. B. Wehrspohn, J. Barthel, J. Kirschner, U. Gösele, S. F. Fischer, H. Kronmüller, Appl. Phys. Lett., 79, 1360 (2001).
13. M. Saito, M. Kirihara, T. Taniguchi, M. Miyagi, Appl. Phys. Lett., 55, 607-609 (1989).
14. C. K. Preston, M. Moskovits, J. Phys. Chem., 97, 8495-8503 (1993).
15. Y. Du, W. L. Cai, C. M. Mo, J. Chen, L. D. Zhang, X. G. Zhu, Appl. Phys. Lett., 74, 2951-2953 (1999).
16. H. Masuda, M. Ohya, H. Asoh, M. Nakao, M. Nohtomi, T. Tamamura, Jpn. J. Appl. Phys., 38, L1403 (1999).
17. Y. Li, G. W. Meng, L. D. Zhang, F. Phillipp, Appl. Phys. Lett., 76, 2011- 2013 (2000).
18. K. Itaya, S. Sugawara, K. Arai, S. Saito, J. Chem. Eng. Jpn., 17, 514 (1984).
19. M. Konno, M. Shindo, S. Sugawara, S. Saito, J. Membrane Sci., 37, 193 (1988).
20. S. K. Dalvie, R. E. Baltus, J. Membrane Sci., 71, 247 (1992).
21. T. Sano, N. Iguchi, K. Iida, T. Sakamoto, M. Baba, H. Kawaura, Appl. Phys. Lett., 83, 4438 (2003).
22. F. Matsumoto, K. Nishio, T. Miyasaka, H. Masuda, Jpn. J. Appl. Phys., 43, L640 (2004).
23. H. Masuda, K. Nishio, N. Baba, Thin Solid Films, 223, 1 (1993).
24. D. Al-Mawlawi, C. Z. Liu, M. Moskovits, J. Mater. Res., 9, 1014 (1994).
25. T. Kyotani, L. Tsai, A. Tomita, Chem. Mater., 8, 2109 (1996).
26. D. Routkevitch, T. Bigioni, M. Moskovits, J. M. Xu, J. Phys. Chem., 100, 14037 (1996).
27. P. Hoyer, K. Nishio, H. Masuda, Thin Solid Films, 286, 88 (1996).
28. J. Liang, H. Chik, A. Yin, J. Xu, J. Appl. Phys., 91, 2544 (2002).
29. M. S. Sander, A. L. Prieto, R. Gronsky, T. Sands, A. M. Stacy, Adv. Mater., 14, 665 (2002).
30. X. Mei, D. Kim, H. E. Ruda, Q. X. Guo, Appl. Phys. Lett., 81, 361 (2002).
31. S. Shingubara, J. Nanoparticle Res., 5, 17 (2003).
32. F. Keller, M. S. Hunter, D. L. Robinson, J. Electrochem. Soc., 100, 411 (1953).
33. J. P. O'Sullivan, G. C. Wood, Proc. R. Soc. London, Ser. A. 317, 511 (1970).
34. J. W. Diggle, T. C. Downie, C. W. Goulding, Chem. Rev., 69, 365 (1969).
35. C. Bailey, G. C. Wood, Trans. Inst. Metal Finish., 52, 187 (1974).
36. H. Masuda, K. Fukuda, Science, 268, 1466 (1995). Anodisc from Whatman International Ltd., Maidstone, England.
37. H. Masuda, F. Hasegawa, S. Ono, J. Electrochem. Soc., 144, L127 (1997).
38. H. Masuda, K. Yada, A. Osaka, Jpn. J. Appl. Phys., 37, L1340 (1998).
39. S. Shingubara, O. Okino, H. Sakaue, T. Takahagi, Jpn. J. Appl. Phys., 36, 7791 (1997).
40. F. Li, L. Zhang, R. M. Metzger, Chem. Mater., 10, 2470 (1998).
41. O. Jessensky, F. Müller, U. Gösele, Appl. Phys. Lett., 72, 1173 (1998).
42. A. P. Li, F. Müller, A. Birner, K. Nielsch, U. Gösele, J. Appl. Phys., 84, 6023 (1998).
43. O. Jessensky, F. Müller, U. Gösele, J. Electrochem. Soc., 145, 3735 (1998).
44. A. P. Li, F. Müller, A. Birner, K. Nielsch, U. Gösele, J. Vac. Sci. Technol. A, 17, 1428 (1999).
45. S. Ono, N. Baba, N. Masuko, Kinzoku Hyomen Gijutsu., 42, 133 (1991).
46. S. Ono, N. Masuko, Corros. Sci., 33, 503 (1992).
47. S. Ono, T. Osaka, N. Masuko, Denki Kagaku oyobi Kogyo Butsuri Kagaku, 64, 1005 (1996).
48. S. Ono, K. Takeda, N. Masuko, in Proceedings of the Second International Symposium on Al Surface Science Technology, H. Terryn (Ed.), p. 398, University of Manchester, Manchester (2000).
49. N. Cabrera, N. F. Mott, Rep. Prog. Phys., 12, 163 (1948).
50. C. J. Dell'Oca, L. Young, J. Electrochem. Soc. 117, 1548 (1970).
51. S. Ono, F. Mizutani, M. Ue, N. Masuko, in Corrosion and Corrosion Protection, J. D. Sinclair, R. P. Frankenthal, E. Kálmán (Eds.), PV 2001-22, p. 1129, The Electrochemical Society Proceedings Series, The Electrochemical Society, Pennington, NJ (2001).
52. S. Ono, M. Saito, M. Ishiguro, H. Asoh, J. Electrochem. Soc., 151, B473 (2004).
53. S. Ono, H. Asoh, M. Saito, M. Ishiguro, Electrochemistry, 71, 105 (2003).
54. A. Dekker, A. Middelhoek, J. Electrochem. Soc., 117, 440 (1970).
55. H. Takahashi, M. Nagayama, Corros. Sci., 18, 911 (1978).
56. K. Nielsch, J. Choi, K. Schwim, R. B. Wehrspohn, U. Gösele, Nano Lett., 2, 677 (2002).
57. S. Ono, M. Saito, H. Asoh, Electrochem. Solid-State Lett., 7, B21 (2004).
58. S. Ono, N. Masuko, Surf. Coat. Technol., 169-170, 139 (2003).
59. S. Ono, M. Saito, H. Asoh, Electrochim. Acta, 51, 827 (2005).
60. S. Shingubara, K. Morimoto, H. Sakaue, T. Takahagi, Electrochem. Solid-State Lett., 7, E15 (2004).
61. S. Ono, N. Kato, M. Saito, H. Asoh, in Pits and Pores III: Formation, Properties, and Significance for Advanced Materials, P. Schmuki, D. J. Lockwood, Y. H. Ogata, M. Seo, H. S. Isaacs (Eds), PV2004-19, p. 34, The Electrochemical Society Proceedings Series, The Electrochemical Society, Pennington, NJ, in press.
62. S. Tamura, H. Asoh, S. Ono, 111th Meeting of Surface Finish Society of Japan, Matsushima, Japan, September 13, 2004, p. 121 (abstracts).
63. S. Z. Chu, K. Wada, S. Inoue, M. Isogai, A. Yasumori, Adv. Mater., 17, 2115 (2005).
64. H. Masuda, H. Yamada, M. Satoh, H. Asoh, M. Nakao, T. Tamamura, Appl. Phys. Lett., 71, 2770 (1997).
65. H. Asoh, K. Nishio, M. Nakao, T. Tamamura, H. Masuda, J. Electrochem. Soc., 148, B152 (2001).
66. H. Asoh, K. Nishio, M. Nakao, A. Yokoo, T. Tamamura, H. Masuda, J. Vac. Sci. Technol. B, 19, 569 (2001).
67. H. Masuda, K. Kanezawa, K. Nishio, Chem. Lett., 31, 1218 (2002).
68. J. Choi, K. Nielsch, M. Reiche, R. B. Wehrspohn, U. Gösele, J. Vac. Sci. Technol. B, 21, 763 (2003).
69. A. P. Li, F. Müller and U. Gösele, Electrochem. Solid-State Lett., 3, 131 (2000).
70. C.-Y. Liu, A. Datta and Y.-L. Wang, Appl. Phys. Lett., 78, 120-122 (2001).
71. N.-W. Liu, A. Datta, C.-Y. Liu, C.-Y. Peng, H.-H. Wang, Y.-L. Wang, Adv. Mater., 17, 222 (2005).
72. I. Mikulskas, S. Juodkazis, R. Tomasiunas, J. G. Dumas, Adv. Mater., 13, 1574 (2001).
73. Z. Sun, H. K. Kim, Appl. Phys. Lett., 81, 3458 (2002).
74. S. Shingubara, Y. Murakami, K. Morimoto, T. Takahagi, Surf. Sci., 532-535, 317 (2003).
75. H. Masuda, Y. Matsui, M. Yotsuya, F. Matsumoto, K. Nishio, Chem. Lett., 33, 584 (2004).
76. S. F. Bidoz, V. Kitaev, D. Routkevitch, I. Manners, G. A. Ozin, Adv. Mater., 16, 2193 (2004).
77. J. Broughton, G. A. Davies, J. Membr. Sci., 106, 89 (1995).
78. H. Masuda, H. Asoh, M. Watanabe, K. Nishio, M. Nakao, T. Tamamura, Adv. Mater., 13, 189 (2001).
79. H. Asoh, S. Ono, T. Hirose, M. Nakao, H. Masuda, Electrochim. Acta, 48, 3171 (2003).
80. H. Asoh, S. Ono, T. Tomohiro, I. Takatori, H. Masuda, Jpn. J. Appl. Phys., 43, 6342 (2004).
81. H. Masuda, M. Yotsuya, M. Asano, K. Nishio, M. Nakao, A. Yokoo, T. Tamamura, Appl. Phys. Lett., 78, 826 (2001).
82. H. Masuda, A. Abe, M. Nakao, A. Yokoo, T. Tamamura, K. Nishio, Adv. Mater., 15, 161 (2003).
83. L. Zhang, H. S. Cho, F. Li, R. M. Metzger, W. D. Doyle, J. Mater. Sci. Lett., 17, 291 (1998).
84. D. Almawlawi, K. A. Bosnick, A. Osika, M. Moskovits, Adv. Mater., 12, 1252 (2000).
85. S. Ono, H. Ichinose, N. Masuko, J. Electrochem. Soc., 138, 3705 (1991).
86. S. Ono, H. Ichinose, N. Masuko, J. Electrochem. Soc., 139, L80 (1992).
87. D. D. Macdonald, J. Electrochem. Soc., 140, L27 (1993).
88. T. Yanagishita, K. Nishio, M. Nakao, A. Fujishima, H. Masuda, Chem. Lett., 31, 976 (2002).
89. T. Yanagishita, M. Sasaki, K. Nishio, H. Masuda, Adv. Mater., 16, 429 (2004).
90. G. C. Wood, J. P. O'Sullivan, B. Vaszko, J. Electrochem. Soc., 115, 618 (1968).
91. J. Li, C. Papadopoulos, J. Xu, Nature, 402, 253 (1999).
92. H. Asoh, S. Ono, ATB Metallurgie, 43, 319 (2003).
93. B. T. Holland, C. F. Blanford, A. Stein, Science, 281, 538 (1998).
94. J. E. G. J. Wijnhoven, W. L. Vos, Science, 281, 802 (1998).
95. P. V. Braun, P. Wiltzius, Nature, 402, 26 (1999).
96. G. Subramania, K. Constant, R. Biswas, M. M. Sigalas, K.-M. Ho, Appl. Phys. Lett., 74, 3933 (1999).
97. A. Richel, N. P. Johnson, D. W. McComb, Appl. Phys. Lett., 76, 1816 (2000).
98. N. Tétreault, H. Míguez, G. A. Ozin, Adv. Mater., 16, 1471 (2004).
99. H. Asoh, S. Ono, Appl. Phys. Lett., 87, 103102 (2005).
100. S. Y. Chou, P. R. Krauss, P. J. Renstrom, Science, 272, 85 (1996).
101. E. S. Snow, P. M. Campbell, Science, 270, 1639 (1995).
102. S. Hong, J. Zhu, C. A. Mirkin, Science, 286, 523 (1999).
103. U. Kunze, B. Klehn, Adv. Mater., 11, 1473 (1999).
104. M. Geissler, Y. Xia, Adv. Mater., 16, 1249 (2004).
105. H. W. Deckman, J. H. Dunsmuir, Appl. Phys. Lett., 41, 377 (1982).
106. J. C. Hulteen, R. P. V. Duyne, J. Vac. Sci. Technol. A, 13, 1553 (1995).
107. C. Haginoya, M. Ishibashi, K. Koike, Appl. Phys. Lett., 71, 2934 (1997).
108. K. Piglmayer, R. Denk, D. Bäuerle, Appl. Phys. Lett., 80, 4693 (2002).
109. Y. Lu, S. Theppakuttai, S. C. Chen, Appl. Phys. Lett., 82, 4143 (2003).
110. K. H. Park, S. Lee, K. H. Koh, R. Lacerda, K. B. K. Teo, W. I. Milne, J. Appl. Phys., 97, 024311 (2005).
111. S. Gavrilov, S. Lemeshko, V. Shevyakov, V. Roschin, Nanotechnology, 10, 213 (1999).
112. S. Shingubara, O. Okino, Y. Sayama, H. Sakaue, T. Takahagi, Solid-State Electronics, 43, 1143 (1999).
113. T. Iwasaki, T. Motoi, T. Den, Appl. Phys. Lett., 75, 2044 (1999).
114. D. Crouse, Y.-H. Lo, A. E. Miller, M. Crouse, Appl. Phys. Lett., 76, 49 (2000).
115. S. Shingubara, O. Okino, Y. Murakami, H. Sakaue, T. Takahagi, J. Vac. Sci. Technol. B, 19, 1901 (2001).
116. W. Hu, D. Gong, Z. Chen, L. Yuan, K. Saito, C. A. Grimes, P. Kichambare, Appl. Phys. Lett., 79, 3083 (2001).
117. H. Masuda, K. Yasui, Y. Sakamoto, M. Nakao, T. Tamamura, K. Nishio, Jpn. J. Appl. Phys., 40, L1267 (2001).
118. S. Shingubara, Y. Murakami, H. Sakaue, T. Takahagi, Jpn. J. Appl. Phys., 41, L340 (2002).
119. A. Cai, H. Zhang, H. Hua, Z. Zhang, Nanotechnology, 13, 627 (2002).
120. M. T. Wu, I. C. Leu, J. H. Yen, M. H. Hon, Electrochem. Solid-State Lett., 7, C61 (2004).
121. M. T. Wu, I. C. Leu, M. H. Hon, J. Mater. Res., 19, 888 (2004).
122. L. Pu, Y. Shi, J. M. Zhu, X. M. Bao, R. Zhang, Y. D. Zheng, Chem. Commun., (8) 942 (2004).
123. N. V. Myung, J. Lim, J.-P. Fleurial, M. Yun, W. West, D. Choi, Nanotechnology, 15, 833 (2004).
124. H. Shiraki, Y. Kimura, H. Ishii, S. Ono, K. Itaya, M. Niwano, Appl. Surf. Sci., 237, 369 (2004).
125. F. Müller, A.-D. Müller, S. Schulze, M. Hietschold, J. Mater. Sci., 39, 3199 (2004).
126. M. Kokonou, A. G. Nassiopoulou, K. P. Giannakopoulos, Nanotechnology, 16, 103 (2005).
127. M. Tian, S. Xu, J. Wüang, N. Kumar, E. Wertz, Q. Li, P. M. Campbell, M. H. W. Chan, T. E. Mallouk, Nano Lett., 5, 697 (2005).
128. S. Z. Chu, K. Wada, S. Inoue, S. Todoroki, J. Electrochem. Soc., 149, B321 (2002).
129. S. Z. Chu, K. Wada, S. Inoue, S. Todoroki, Chem. Mater., 14, 266 (2002).
130. H. Asoh, M. Matsuo, M. Yoshihama, S. Ono, Appl. Phys. Lett., 83, 4408 (2003).
131. H. Masuda, M. Satoh, Jpn. J. Appl. Phys., 35, L126 (1996).
132. M. Nakao, S. Oku, T. Tamamura, K. Yasui, H. Masuda, Jpn. J. Appl. Phys., 38, 1052 (1999).
133. Y. Kanamori, K. Hane, H. Sai, H. Yugami, Appl. Phys. Lett., 78, 142 (2001).
134. P.-L. Chen, C.-T. Kuo, T.-G. Tsai, B.-W. Wu, C.-C. Hsu, F.-M. Pan, Appl. Phys. Lett., 82, 2796 (2003).
135. P.-L. Chen, C.-T. Kuo, F.-M. Pan, T.-G. Tsai, Appl. Phys. Lett., 84, 3888 (2004).
136. E. S. Snow, P. M. Campbell, P. J. McMarr, Appl. Phys. Lett., 63, 749 (1993).
137. H. Sugimura, T. Yamamoto, N. Nakagiri, M. Miyashita, T. Onuki, Appl. Phys. Lett., 65, 1569 (1994).
138. M. Ara, H. Graaf, H. Tada, Appl. Phys. Lett., 80, 2565 (2002).
139. M. Cavallini, P. Mei, F. Biscarini, R. Garcia, Appl. Phys. Lett., 83, 5286 (2003).
140. H. Asoh, A. Oide, S. Ono, Appl. Surf. Sci., 252. 1668 (2005).
141. A. Oide, H. Asoh, S. Ono, Electrochem. Solid-State Lett., 8, G172 (2005).
142. H. Asoh, K. Sasaki, S. Ono, Electrochem. Commun., 7, 953 (2005).
143. S. Ono, A. Oide, H. Asoh, Electrochimica Acta, in press (2006).
144. D. Gong, C. A. Grimes, O. K. Varghese, W. Hu, R. S. Singh, Z. Chen, E. C. Dickey, J. Mater. Res., 16, 3331 (2001).
145. R. Beranek, H. Hildebrand, P. Schmuki, Electrochem. Solid-State Lett., 6, B12 (2003).
146. N. Mukherjee, M. Paulose, O. K. Varghese, G. K. Mor, C. A. Grimes, J. Mater. Res., 18, 2296 (2003).
147. H. Tsuchiya, J. M. Macak, I. Sieber, L. Taveira, A. Ghicov, K. Sirotna, P. Schmuki, Electrochem. Commun., 7, 295 (2005).
148. H.-C. Shin, J. Dong, M. Liu, Adv. Mater., 16, 237 (2004).
149. H. Tsuchiya, P. Schmuki, Electrochem. Commun., 6, 1131 (2004).
150. W.-J. Lee, W. H. Smyrl, Electrochem. Solid-State Lett., 8, B7 (2005).
151. I. Sieber, H. Hildebrand, A. Friedrich, P. Schmuki, Electrochem. Commun., 7, 97 (2005).
152. H. Tsuchiya, P. Schmuki, Electrochem. Commun., 7, 49 (2005).
153. I. V. Sieber, P. Schmuki, J. Electrochem. Soc., 152, C639 (2005).
154. S. Ono, T. Nagasaka, H. Shimazaki, H. Asoh, in Pits and Pores III: Formation, Properties, and Significance for Advanced Materials, P. Schmuki, D. J. Lockwood, Y. H. Ogata, M. Seo, H. S. Isaacs (Eds.), PV2004-19, p. 123, The Electrochemical Society Proceedings Series, The Electrochemical Society, Pennington, NJ, in press.
155. S. Ono, H. Asoh, 113th Meeting of Surface Finish Society of Japan, Kawagoe, Japan, March 15, 2006, p. 102 (abstracts).