Anorganische Nanokanäle integriert in Festkörpermembranen und Nanoröhren sind von großer Bedeutung für Grundlagenforschung und industrielle Anwendungen in den Bereichen Katalyse, Filtration, Sensorik, Solarenergiegewinnung, Biomedizin und Nanofluidik. Zur Zeit werden viele Prozesse untersucht, um eine reproduzierbare und effiziente Herstellung zu gewährleisten, die zudem die genaue Einstellung der Geometrie, der Dimensionen und der Eigenschaften der Nanokanäle ermöglicht. Diese Dissertation präsentiert die Kombination der Ionenspurtechnologie mit der Tieftemperatur-Atomlagenabscheidung (engl. atomic layer deposition, ALD). Zylindrische und konische Nanoröhren sowie geordnete Nanoröhren-Netzwerke mit Aspektverhältnissen über 3000 wurden hergestellt. 30-μm dicke Polycarbonatfolien wurden mit schweren Ionen, die kinetische Energien im Bereich ∼GeV aufwiesen, am UNILAC Beschleuniger der GSI unter senkrechtem und gekipptem Einfallswinkel bestrahlt. Durch nachfolgendes nasschemisches Ätzen wurde jede einzelne Ionenspur aufgelöst und in einen offenen Nanokanal transformiert. Die Länge des Nanokanals war durch die Dicke des Polymers bestimmt, wohingegen die Geometrie und der Durchmesser (≥ 18 nm) durch die Ätzparameter kontrolliert wurden. Um den Kanaldurchmesser weiter zu reduzieren und die Oberfläche der Kanalwände zu modifizieren ohne die Form des Kanals zu verändern, wurden Titandioxid (TiO2), Siliziumdioxid (SiO2) und Aluminiumoxid (Al2O3) mittels ALD auf die Template abgeschieden. Diese sequentielle und selbst-limitierende Oberflächenmodifikationstechnik ermöglichte die präzise Kontrolle der abgeschiedenen Schichtdicke durch Schicht-für-Schicht Wachstum. Aus Kleinwinkelröntgenstreuungsanalysen (engl. small angle X-ray scattering, SAXS) wurden der durchschnittliche Kanaldurchmesser, die Durchmesserverteilung vor und nach der ALD-Beschichtung sowie die Dicke der Beschichtung abgeleitet. Die Ergebnisse zeigten homogene und konformale Beschichtung entlang der gesamten Kanallänge für innere Durchmesser unter 10 nm. Für diese Proben wurde mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie (engl. X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) eine fast stöchiometrische Zusammensetzung der ALD-Beschichtung an der Membranoberfläche nachgewiesen. In allen Fällen führte die Auflösung des Polymertemplats mittels nasschemischer Methoden zu selbsttragenden Nanostrukturen. Visualisierung dieser mittels Rasterelektronenmikroskopie (engl. scanning electron microscopy, SEM) zeigte exakt definierte Geometrien, Durchmesser und Wandstärken der Nanoröhren. Die Präparierung von Arrays freistehender konischer Nanoröhren aus Vielkanalmembranen und dieselbe neuartige Präparation freistehender einzelner röhrenförmiger Nanokegel aus Einzelkanalmembranen erlaubte den Vergleich des asymmetrischen Ätzprozesses in Einzel- und Vielkanalmembranen. Die radialen Ätzraten für die Basis der Kegel stimmten überein, während das radiale Ätzen der Kegelspitzen für Einzelkanäle doppelt so schnell war. Zudem wurde der Basisdurchmesser an der Replik des Einzelkanals gemessen, was die genaue Berechnung des Spitzendurchmessers ermöglichte. Die Homogenität der ALD-Prozesse in den Kanälen wurde durch energiedispersive Röntgenspektroskopie (engl. energy dispersive X-ray spectroscopy, EDX) nachgewiesen. Ionische Leitfähigkeitsuntersuchungen (I-V) zylindrischer und konischer Einzelkanäle vor und nach ALD-Beschichtungen bewiesen die konformale Beschichtung von Einzelkanälen in Polycarbonatmembranen. Durch Variation des pH Wertes des Elektrolyten induzierte Oberflächenladungen beeinflussten die gemessenen ionischen Ströme für Kanaldurchmesser bis zu 100 nm in Übereinstimmung mit der Nanofluidiktheorie. Desweiteren wurden mit einem unkomplizierten Aufbau vergleichbar mit einem n-Kanal JFET konische Einzelkanäle in Polycarbonatmembranen gesperrt, welche mit 5 nm TiO2 oberflächenmodifiziert waren.