Công nghệ nano điện hóa nói chung đã được nghiên cứu, ứng dụng rộng rãi từ những năm 1960. Giáo sư Richard Feynman [46] trong một bài giảng
của mình tại viện công nghệ California đã đề xuất rằng tương lai gần các kỹ sư có thể đem các nguyên tử và đặt chúng vào chính xác nơi cần, không tuân theo luật của tự nhiên.
Trong khoảng 2 thập kỷ qua, một vài nhóm nghiên cứu điện hóa [48], [98], [105] đã phát triển phương pháp điện hóa để tổng hợp vật liệu điện như bán dẫn, ôxít kim loại, nitrit kim loại, lỗ silic, kim loại, hợp kim và các lớp phức hợp tạo ra một hướng mới để điều chế vật liệu có cấu trúc nano. Phương pháp điện hóa được chia ra làm 2 hướng: phương pháp dựa trên quá trình anôt và phương pháp dựa trên quá trình catôt.
1.6.1.1. Phương pháp anôt hóa
Là phương pháp sử dụng quá trình phản ứng oxi hóa anôt nhằm biến đổi trạng thái hoặc cấu trúc của vật liệu kim loại trong vùng kích thước nano. Quá trình phân cực anôt của các kim loại dễ thụ động như Al. Ti, Ta, Nb đã được xác định cách đây 60 năm với vai trò của màng anôt như là tụ điện cũng như lớp ôxit bảo vệ bề mặt kim loại [83], [99], [103]. Các màng ôxit anôt hóa bền trong môi trường có khả năng ngăn cản phản ứng hòa tan của các kim loại [21]. Lớp màng xốp nhôm ôxít anôt hóa thường được dùng như bước đầu tiên của quá trình điều chế vật liệu nano, được ứng dụng trong công nghệ nano để làm khuôn. Lớp xốp ôxít nhôm có thể làm khuôn trong tạo hình các vật liệu như kim loại, bán dẫn, và dây nano cách điện, ống carbon một cách dễ dàng với độ chính xác cao. Ví dụ, chấm lượng tử (Au, Ni, Co, Fe, GaAs), lỗ nano (Si, GaAs, GaN), dây nano (ZnO) và ống nano (Si, C) có thể được điều chế bằng cách sử dụng các lỗ xốp ôxít nhôm có độ chính xác cao bằng cách bốc bay các vật liệu này vào lỗ xốp, hay sử dụng kỹ thuật khắc mặt nạ [50].
Ngoài ra, Viện Khoa học công nghệ ứng dụng, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã chế tạo được các lớp màng nano bằng phương pháp điện hóa [88] hay đa lớp [15].
Một số nghiên cứu tạo lớp màng nhôm ôxít lỗ xốp sau đó lắng đọng kim loại bạc vào các lỗ kích thước nano trên điện cực catôt bằng nhôm, sau đó kết hợp việc hòa tan điện cực nhôm để thu hạt, sợi hay dây nano bạc [6]. Ưu điểm: phương pháp đơn giản, có khả năng ứng dụng nhiều loại vật liệu khác nhau. Nhược điểm: kích thước hạt phụ thuộc vào kích thước lỗ xốp.
1.6.1.2. Phương pháp lắng đọng catôt
Chế tạo các vật liệu nano bằng các phản ứng catôt nhằm thực hiện các quá trình phóng điện và lắng đọng các kim loại lên bề mặt catôt giống như quá trình mạ điện [73]. Quá trình catôt thường áp dụng cho công nghệ chế tạo các dạng vật liệu nano như: dây, sợi, đơn hoặc đa lớp, compozit.