Ion Tracks are very Fascinating for both Theoretical and Applied areas of Research. We have used Ion Tracks as a route to nanotechnology, creating Devices known as Ion Track Filters or Membranes.

1. MMyy JJoouurrnneeyy ffrroomm IIoonn
TTrraacckk TTeecchhnnoollooggyy ttoo
NNaannootteecchhnnoollooggyy
HHaarrddeevv SSiinngghh VViirrkk
PPrrooffeessssoorr EEmmeerriittuuss,, EEtteerrnnaall UUnniivveerrssiittyy
BBaarruu SSaahhiibb,, HHiimmaacchhaall PPrraaddeesshh,, IInnddiiaa

2. IIoonn TTrraacckk TTeecchhnnoollooggyy
 IIoonn TTrraacckk TTeecchhnnoollooggyy [[11]] wwaass ddeevveellooppeedd aatt GGSSII,,
DDaarrmmssttaaddtt.. IIoonn TTrraacckk FFiilltteerrss ((IITTFFss)) oorr TTrraacckk--eettcchheedd
mmeemmbbrraanneess bbeeccaammee pprreeccuurrssoorrss ttoo ddeevveellooppmmeenntt ooff
nnaannootteecchhnnoollooggyy dduurriinngg 11999900ss.. IITTFFss wweerree pprreeppaarreedd
bbyy bboommbbaarrddmmeenntt ooff tthhiinn ppoollyymmeerr ffooiillss uussiinngg hheeaavvyy
iioonnss.. OOnnee ooff tthhee ffiirrsstt aapppplliiccaattiioonnss ooff IITTFFss wwaass
sseeppaarraattiioonn ooff ccaanncceerr bblloooodd cceellllss ffrroomm nnoorrmmaall bblloooodd
bbyy mmaakkiinngg uussee ooff NNuucclleeppoorree ffiilltteerrss.. AAuutthhoorr’’ss ggrroouupp
uusseedd hheeaavvyy iioonn bbeeaamm ffaacciilliittyy aavvaaiillaabbllee aatt GGSSII
UUNNIILLAACC,, DDaarrmmssttaaddtt dduurriinngg 11998800ss ffoorr IIoonn BBeeaamm
MMooddiiffiiccaattiioonn ooff MMaatteerriiaallss aanndd ttoo pprreeppaarree IITTFFss iinn oouurr
llaabboorraattoorryy..
 [[11]] RR.. SSppoohhrr:: IIoonn TTrraacckkss aanndd MMiiccrrootteecchhnnoollooggyy:: PPrriinncciipplleess aanndd AApppplliiccaattiioonnss
((VViieewweegg PPuubblliiccaattiioonnss,, WWeeiissbbaaddeenn GGeerrmmaannyy,, 11999900))

3. UNILAC at GSI Darmstadt (Germany)

4. Nuclear Tracks in Solids: Principles &
Applications( Fleischer, Price & Walker, 1975)

7. IIoonn TTrraacckkss aass SSttrruuccttuurriinngg TToooollss
 IIoonn ttrraacckkss aarree ccrreeaatteedd wwhheenn hhiigghh--eenneerrggeettiicc hheeaavvyy
iioonnss wwiitthh eenneerrggyy ooff aabboouutt 11 MMeeVV//nnuucclleeoonn ((ee..gg.. 114400
MMeeVV XXee iioonnss)) ppaassss tthhrroouugghh mmaatttteerr.. TThhee eexxttrreemmeellyy
hhiigghh llooccaall eenneerrggyy ddeeppoossiittiioonn aalloonngg tthhee ppaatthh lleeaaddss ttoo
aa mmaatteerriiaall ttrraannssffoorrmmaattiioonn wwiitthhiinn aa nnaarrrrooww ccyylliinnddeerr ooff
aabboouutt 1100 nnmm wwiiddtthh.. UUnnlliikkee iinn tthhee mmoorree ccoonnvveennttiioonnaall
lliitthhooggrraapphhiicc tteecchhnniiqquueess bbaasseedd oonn iioonn oorr eelleeccttrroonn
bbeeaamm iirrrraaddiiaattiioonn,, aa ssiinnggllee hheeaavvyy iioonn ssuuffffiicceess ttoo
ttrraannssffoorrmm tthhee mmaatteerriiaall..

8. RReevveellaattiioonn ooff IIoonn TTrraacckkss
 LLaatteenntt ttrraacckkss wweerree ffiirrsstt oobbsseerrvveedd iinn MMiiccaa bbyy EElleeccttrroonn
MMiiccrroossccooppee wwiitthh ddiiaammeetteerr rraannggee ooff 5500--110000 AAnnggssttrroomm
((55--1100nnmm))..
 CChheemmiiccaall eettcchhiinngg wwaass ffiirrsstt uusseedd bbyy DDAA YYoouunngg iinn
HHaarrwweellll ((11995588)) ttoo rreevveeaall ffiissssiioonn ffrraaggmmeenntt ttrraacckkss iinn
LLiiFF aanndd MMiiccaa.. TThheeyy ccaann bbee oobbsseerrvveedd uussiinngg OOppttiiccaall
MMiiccrroossccooppee.. IIoonn ttrraacckkss ccaann bbee rreeccoorrddeedd iinn aallmmoosstt aallll
IInnssuullaattoorrss(( ppoollyymmeerrss,, ggllaasssseess,, iinnoorrggaanniicc ccrryyssttaallss))
aanndd ssoommee SSeemmii--ccoonndduuccttoorrss..

9. LLaatteenntt PPbb--IIoonn TTrraacckkss iinn MMiiccaa

10. SSiizzee ooff EEttcchheedd IIOONN TTrraacckkss

11. LLaarrggee EEttcchheedd IIoonn TTrraacckkss

12. HHooww ttoo UUssee IIoonn TTrraacckkss
 TThheerree aarree eesssseennttiiaallllyy ttwwoo wwaayyss ttoo uussee iioonn ttrraacckkss ffoorr
nnaannoossttrruuccttuurriinngg.. TThhee ffiirrsstt iiss bbaasseedd oonn ttrraacckk eettcchhiinngg
aass uusseedd iinn tthhee ffiilltteerr pprroodduuccttiioonn,, ii..ee.. oonnee iirrrraaddiiaatteess aa
ppoollyymmeerr ffooiill aanndd eettcchheess tthhee ttrraacckkss ttoo ccrreeaattee tthhiinn
ppoorreess iinn tthhee ffooiill.. TThheessee ppoorreess aarree ssuubbsseeqquueennttllyy ffiilllleedd
wwiitthh aann aapppprroopprriiaattee mmaatteerriiaall ttoo mmaakkee
nnaannoossttrruuccttuurreess.. IInn tthhiiss pprroocceessss,, tthhee ppoollyymmeerr ffooiill
sseerrvveess aass aa tteemmppllaattee aanndd ccaann bbee rreemmoovveedd
((ddiissssoollvveedd)) iiff rreeqquuiirreedd..
 TThhee sseeccoonndd mmeetthhoodd uusseess tthhee iioonn ttrraacckkss ddiirreeccttllyy
wwiitthhoouutt aaddddiittiioonnaall eettcchhiinngg aanndd rreeffiilllliinngg sstteeppss.. TThhiiss
mmeetthhoodd iiss ssiimmpplleerr tthhaann tthhee tteemmppllaattee tteecchhnniiqquuee ssiinnccee
nnoo ffiilllliinngg ooff tthhee ppoorreess iiss rreeqquuiirreedd,, bbuutt iittss ssccooppee iiss
lliimmiitteedd..

13. Polymer Template Synthesis of Nanowires

14. EElleeccttrroollyyttiicc CCeellll

17. Direct use of Ion Tracks

18. OOuurr RRooaadd MMaapp iinn DDAAVVIIEETT
 WWee hhaavvee cchhoosseenn IIoonn TTrraacckk rroouuttee ttoo nnaannootteecchhnnoollooggyy
bbeeccaauussee ooff oobbvviioouuss rreeaassoonnss.. TThhee uussee ooff hheeaavvyy iioonn
mmaatteerriiaall mmooddiiffiiccaattiioonn iinn llaatteenntt iioonn ttrraacckkss hhaass
eennoorrmmoouuss ppootteennttiiaall iinn ccrreeaattiinngg nnoovveell nnaannoommaatteerriiaallss..
TThhee mmoorrpphhoollooggyy ooff ssuucchh ssttrruuccttuurreess pprroodduucceedd
tthhrroouugghh eelleeccttrroocchheemmiiccaall mmeetthhooddss iinn IITTFFss hhaavvee bbeeeenn
iinnvveessttiiggaatteedd iinn ddeettaaiill.. TThhee eeffffiiccaaccyy ooff tthhee tteecchhnniiqquuee
hhaass bbeeeenn tteesstteedd ffoorr ggrroowwtthh ooff qquuaannttuumm ddoottss,, nnaannoo--
ccrryyssttaallss,, nnaannoo--nneeeeddlleess,, fflloowweerr ppaatttteerrnnss aanndd
nnaannoowwiirreess wwiitthh ddiiaammeetteerr iinn tthhee rraannggee ooff 2200--220000nnmm..

19. TTeemmppllaattee GGrroowwtthh ooff NNaannoowwiirreess
 AAnnooddiicc aalluummiinnaa mmeemmbbrraanneess ((AAAAMM)) aanndd PPoollyymmeerr
ffiilltteerrss hhaavvee bbeeeenn uusseedd aass aa tteemmppllaattee ffoorr ffaabbrriiccaattiioonn
ooff mmeettaalllliicc aanndd sseemmii--ccoonndduuccttiinngg nnaannoowwiirreess ooff
uunniiffoorrmm ddiiaammeetteerr.. NNaannoowwiirreess hhaavvee aaddvvaannttaaggeess oovveerr
tthheeiirr bbuullkk ccoouunntteerrppaarrttss dduuee ttoo hhiigghheerr aassppeecctt rraattiioo,,
ddiiaammeetteerr ddeeppeennddeenntt bbaanndd--ggaapp,, aanndd iinnccrreeaasseedd
ssuurrffaaccee ssccaatttteerriinngg ffoorr eelleeccttrroonnss.. SSeemmiiccoonndduuccttoorr
nnaannoowwiirreess aanndd ootthheerr hheetteerroossttrruuccttuurreess hhaavvee bbeeeenn
ffaabbrriiccaatteedd ffoorr iinnvveessttiiggaattiioonn ooff eelleeccttrriicc,, mmaaggnneettiicc,,
ooppttiiccaall aanndd ssttrruuccttuurraall pprrooppeerrttiieess..

20. TTeemmppllaattee SSyynntthheessiiss ooff CCooppppeerr NNaannoowwiirreess
 TThhee ccoonncceepptt ooff eelleeccttrroo--ddeeppoossiittiioonn ooff mmeettaallss tthhrroouugghh
eelleeccttrrooppllaattiinngg iiss ddeessccrriibbeedd aass aann eelleeccttrroocchheemmiiccaall
pprroocceessss.. TThhee eettcchheedd ppoorreess ooff IITTFFss uusseedd wwoouulldd aacctt
aass aa tteemmppllaattee.. TThhee eelleeccttrroollyyttee uusseedd hheerree wwaass
CCuuSSOO44..55HH22OO aacciiddiicc ssoolluuttiioonn.. TThhee rraattee ooff ddeeppoossiittiioonn
ooff mmeettaalllliicc ffiillmm ddeeppeennddss uuppoonn mmaannyy ffaaccttoorrss,, ii..ee..,,
ccuurrrreenntt ddeennssiittyy,, iinntteerr--eelleeccttrrooddee ddiissttaannccee,, cceellll
vvoollttaaggee,, eelleeccttrroollyyttee ccoonncceennttrraattiioonn aanndd tteemmppeerraattuurree
eettcc.. IInn tthhee pprreesseenntt sseett uupp eelleeccttrrooddee ddiissttaannccee wwaass
kkeepptt 00..55 ccmm aanndd aa ccuurrrreenntt ooff 00..00002255AA wwaass aapppplliieedd
ffoorr 5500 mmiinnuutteess.. TThhee ddeevveellooppeedd mmiiccrroossttrruuccttuurreess
wweerree ssccaannnneedd uunnddeerr SSEEMM ((JJeeooll,, JJSSMM--6610000)) ffoorr
mmoorrpphhoollooggiiccaall aanndd ssttrruuccttuurraall ssttuuddiieess..

21. AAFFMM iimmaaggee ooff hheexxaaggoonnaall ppoorreess ooff AAnnooddiicc
AAlluummiinnaa MMeemmbbrraannee ((AAAAMM))

22. SSEEMM IImmaaggeess ooff CCuu NNaannoowwiirreess uussiinngg
EElleeccttrrooddeeppoossiittiioonn TTeecchhnniiqquuee

23. CCooppppeerr NNaannoowwiirree BBuunnddlleess iinn AAAAMM

24. CCuu NNaannoowwiirreess uunnddeerr CCoonnssttaanntt CCuurrrreenntt

25. CCaappppiinngg EEffffeecctt ooff CCuurrrreenntt VVaarriiaattiioonn

26. CCooppppeerr LLiilllliieess ggrroowwnn dduuee ttoo oovveerr--
ddeeppoossiittiioonn ooff CCooppppeerr iinn AAAAMM

27. Copper Nanoflowers grown in Polymer
Template (100nm pores)

28. CCooppppeerr FFlloowweerr iinn PPoollyymmeerr TTeemmppllaattee

29. AA GGaarrddeenn ooff CCooppppeerr NNaannoofflloowweerrss

30. FFEESSEEMM iimmaaggee sshhoowwiinngg CCooppppeerr bbuuddss


31. SSEEMM mmiiccrrooggrraapphh ooff NNaannooccrryyssttaallss ooff
PPoollyyccrryyssttaalllliinnee CCooppppeerr

32. o XRD Spectrum off ppoollyyccrryyssttaalllliinnee CCooppppeerr
ccrryyssttaallss
Position [°2Theta] (Copper (Cu))
10 20 30 40 50 60 70
Counts
0
20000
40000
60000
36.637 [ ° ]
38.283 [ °]
43.461 [ ° ]
45.448 [ ° ]
48.920 [ °]
50.580 [ °]
54.304 [ ° ]
54.956 [ °]
64.809 [ ° ]
74.299 [ °]
KK1

33. XXRRDD ssppeeccttrruumm ooff CCuu nnaannoowwiirreess
30 40 50 60 70 80 90
Position [°2Theta] (Copper (Cu))
Counts
1600
400
0
Cu polycrystalline

34. I-V Characteristics ooff CCooppppeerr NNaannoowwiirreess
ggrroowwnn iinn--ssiittuu iinn AAAAMM

35. SSEEMM IImmaaggee ooff CCddSS NNaannoowwiirreess

36. HHRRTTEEMM iimmaaggee sshhoowwiinngg CCddSS NNaannoowwiirree &&
HHeetteerroojjuunnccttiioonnss

37. I-V pplloott ooff CCddSS NNaannoowwiirree aarrrraayyss sshhoowwiinngg
RRTTDD cchhaarraacctteerriissttiiccss

38. SSEEMM iimmaaggee ooff CCuu--SSee NNaannoowwiirreess

39. CCuu--SSee nnaannoowwiirreess eexxhhiibbiitt pp--nn jjuunnccttiioonn
ddiiooddee cchhaarraacctteerriissttiiccss

40. TEM micrograph of CdO quantum
dots

41. CCoonnvveerrssiioonn ooff QQuuaannttuumm DDoottss ooff CCddOO ttoo
NNaannoorrooddss uussiinngg EEDDAA

42. SEM image of ZnO Nanocrystals in
Ethanol matrix and Nanorod

43. ZZnnOO NNaannoowwiirreess ggrroowwnn bbyy VVaappoorr––SSoolliidd
pprroocceessss ((ZZLL WWaanngg, MMaatteerr.. SSccii.. && EEnngggg.. 220099, GGeeoorrggiiaa IITT, AAttllaannttaa))

44. AAcckknnoowwlleeddggeemmeennttss
 RReeiimmeerr SSppoohhrr && CChhrriissttiinnaa TTrraauuttmmaann ((GGSSII,, DDaarrmmssttaaddtt))
 SSaannjjiitt AAmmrriittaa KKaauurr ((GGNNDD UUnniivveerrssiittyy,, AAmmrriittssaarr))
 VViisshhaall,, GGuurrmmiitt,, SSeehhddeevv && KKKK ((DDAAVVIIEETT,, JJaallaannddhhaarr))
 DDrr SSKK MMeehhttaa,, CChheemmiissttrryy DDeepptttt.. ((PPUU,, CChhaannddiiggaarrhh))
 CCSSIIOO CChhaannddiiggaarrhh && IIIITT RRoooorrkkeeee ffoorr FFEESSEEMM && TTEEMM ffaacciilliittyy..
 SSEEMM && TTEEMM ffaacciilliittyy ((SSAAIIFF,, PPUU,, CChhaannddiiggaarrhh))
 RRaajjeeeevv PPaattnnaaiikk ((GGeeoollooggyy DDeepptttt..,, PPUU,, CChhaannddiiggaarrhh))
 DDAAVV MMCC,, NNeeww DDeellhhii ffoorr RReesseeaarrcchh GGrraannttss..
 DDrr.. MMSS AAttwwaall,, VVCC,, EEtteerrnnaall UUnniivveerrssiittyy,, BBaarruu SSaahhiibb..

45. Thank You !!!