Nanodrähte (engl. nanowires) sind eindimensionale nanostrukturierte Festkörper mit einem Durchmesser typischerweise <100 nm und stark anisotropem Aspektverhältnis. Diese Geometrie führt zu quantenmechanischer Lateralkonfinierung der Ladungsträger sowie zu charakteristischen mechanischen und thermischen Eigenschaften, die sich deutlich von denen voluminöser Materialien unterscheiden.

Nanodrähte können aus Metallen (z. B. Aluminium‑Nanodrähte), Halbleitern (z. B. hexagonale SiGe‑Nanodrähte, III‑V‑Halbleiternanodrähte), Legierungen (z. B. PbSnTe‑Nanodrähte), Metalloxiden oder leitfähigen Polymeren bestehen. Kristallstruktur, Defektdichte, Oberflächenrekonstruktion und Durchmesser bestimmen maßgeblich elektrische Leitfähigkeit, Bandstruktur, Phonontransport und Versagensverhalten.

Herstellungsverfahren umfassen u. a. bottom‑up‑Ansätze wie VLS‑ (Vapor‑Liquid‑Solid‑) Wachstum, CVD, elektrochemische Abscheidung in Template‑Poren sowie top‑down‑Methoden (Lithographie, Ätztechniken). Die Kontrolle von Durchmesser, Komposition, Kristallorientierung und Heterostruktur‑Segmentierung (Axial‑ und Radial‑Heterostrukturen, Core‑Shell‑Geometrien) ist zentral für das Eigenschafts‑Engineering.

Nanodraht‑Arrays und Nanodraht‑Netzwerke dienen als funktionale Architekturen für Bauelemente. Anwendungen reichen von Feldeffekttransistoren, Quanten‑ und Spintronik‑Komponenten über Sensoren (chemisch, biologisch, mechanisch) bis hin zu Thermoelektrika, Photovoltaik und transparenten leitfähigen Elektroden. Im mechanischen Kontext zeigen viele Nanodrähte erhöhte Festigkeiten (nähern sich idealer Schubfestigkeit) und veränderte Deformationsmechanismen aufgrund dimensionsabhängiger Versetzungsdynamik und dominanter Oberflächeneffekte.

Aktuelle Herausforderungen betreffen die reproduzierbare Skalierung der Synthese, Integration in CMOS‑kompatible Prozessketten, Langzeitstabilität (z. B. Oxidation, Elektromigration) sowie das Verständnis gekoppelter Quanten‑, Defekt‑ und Grenzflächeneffekte in komplexen Nanodrahtsystemen.