Nanostrukturarrays, bestehend aus den zwei Unterteilungen
„Nanostruktur“ und „Array“, sind elementar für viele moderne und
zukünftige technologische Anwendungen oder Systeme. Binäre
Nanostrukturarrays, in denen beide, die „Nanostruktur“ und die
„Array“, unabhängig voneinander eingestellt und genutzt werden
können, könnten einen neuen Horizont durch Interaktionen zwischen den
Sub-Arrays, welche unter Einfach-Arrays unzugänglich sind, eröffnen. Eine
allgemeine Methode wird entwickelt um verschiedene Nanostrukturarrays (z.B.
Nanowire/Nanowire, Nanotube/Nanowire, Nanotube/Nanotube, Nanodot/Nanodot)
mit struktureller Flexibilität und hoher Steuerbarkeit für jedes der
Sub-Arrays individuell herzustellen. Der Schlüssel zu dieser Methode
basiert auf den charakteristischen binären Poren von anodischen Aluminium
Templaten, welche beidseitig entgegengesetzte Barriere-Oxid-Schichten
besitzen. Mittels desselben Mechanismus kann das Templat zu einem
Viel-Array-Templat (z.B. dreifach oder vierfach) in einer Matrix mit noch
höheren Porendichten und weiteren morphologischen Möglichkeiten erweitert
werden. Die Vielseitigkeit der binären Nanostrukturierung wird untersucht
für die Realisierung innovativer Anwendungen, wie zum Beispiel
makroskopische Titandioxid/Kupfer(I)-oxid Z-Schema Photosyntheseeinheiten
und nanoskopisch große adressierbare Zinkoxid/Aluminiumzinkoxid vertikale
Nanodraht-Transistoren. Des Weiteren wird Nanoengineering von Einfacharrays
durchgeführt, dazu werden leistungsstarke Superkondensatoren basierend auf
Platin/Manganoxid-Core/Shell-Nanotubearrays und photoelektrochemische
Zellen basierend auf Nano-Gold/Pb(Zr,Ti)O3 Hybriden nachgegangen durch
welche die optimale Struktur und Zusammensetzung der Einfacharrays wichtige
Informationen für multifunktionale Anwendungen basierend auf binären
Nanostrukturarrays liefern.Nanostructure arrays, composed by two subdivisions of
‘nanostructure’ and ‘array’, are the fundamental for many modern
and future devices or systems. Binary nanostructure arrays, in which both
of the ‘nanostructure’ and the ‘array’ can be freely manipulated
and utilized, could raise a new horizon by introducing the interactions
between the sub-arrays that are inaccessible for the single ‘array’s. A
general technique is developed to fabricate diverse binary nanostructure
arrays (e.g., nanowire/nanowire, nanotube/nanowire, nanotube/nanotube,
nanodot/nanodot) with morphologic versatility and highly structural
controllability for each of the sub-array individually. The key of this
technique is based on a distinctive binary-pore anodic aluminum oxide
template, possessing double side barrier oxide layers located at the
opposite sides of the template. Under the same mechanism, the template can
be further upgraded to multi-pore template (e.g., ternary and quadruple) in
one matrix with even higher pore densities and more morphologic options.
The versatility of binary-nanostructuring is being explored to realize
innovative devices, such as macroscopic ‘titanium dioxide/cuprous
oxide’ Z-scheme photosynthesis unit and nanoscopic ‘zinc oxide/aluminum
doped zinc oxide’ addressable vertical nanowire transistor. Furthermore,
nanoengineering of single ‘array’s are conducted to pursuit
high-performance supercapactior based on platinum/manganese oxide
core/shell nanotube array and photoelectrochemical cell based on
nano-gold/Pb(Zr,Ti)O3 hybrid, in which the optimal structure and
composition of the single ‘array’s could provide valuable guidance for
addressing multi-functionalized devices based on the binary nanostructure
arrays
