Um den Zusammenhang zwischen Grenzflächenstruktur und elektrischen Eigenschaften zu studieren, wurden an piezotronischen ZnO Bikristallen TEM und REM Untersuchungen durchgeführt. Der Begriff „piezotronisch“ bezieht sich hierbei auf die Manipulation und Anpassung elektrostatischer Potentialbarrieren an dotieren Varistorkorngrenzen mittels piezoelektrischer Ladungen, welche durch mechanische Belastung erzeugt werden. Zu diesem Zweck wurden Varistorbikristalle in „tail-to-tail“ (000-1)|(000-1) und „head to head“ (0001)|(0001) Orientierung, d.h. mit einer Invertierung der c-Achse orthogonal zur Korngrenze, hergestellt, was für Belastungen entlang <0001> eine optimale piezotronische Reaktion gewährleistet. Es wurden verschiedene Synthesemethoden verglichen und zusätzlich undotierte Referenzbikristalle und Bikristalle mit spezifischen Kipporientierungen begutachtet. Des Weiteren wurden Untersuchungen an ZnO Nanokristallen durchgeführt, welche die Form hexagonaler Plättchen und stäbchenförmiger Zwillinge haben und denen, ebenso wie den Bikristallen, ein großes Potenzial für Funktionalisierungen im Rahmen der Entwicklung neuartiger elektrischer Bauteile zugesprochen wird. Darüber hinaus ist der Varistoreffekt selbst, welcher den piezotronischen Anwendungen zu Grunde liegt, noch nicht final aufgeklärt – trotz jahrzehntelanger Forschung. Diesbezüglich stellen die untersuchten Bikristalle gut geeignete Modellsysteme dar, um spezifische Dotanden/Korngrenzsituationen zu studieren. Da der Varistoreffekt auf der Ausbildung von Potentialbarrieren an dotierten Korngrenzen basiert, wurden die entsprechenden Grenzflächen mittels atomar aufgelöster HAADF STEM untersucht; die Hauptmethode dieser Thesis, welche sowohl strukturelle als auch chemische Informationen liefert. Im Hinblick auf eine vollständige Charakterisierung und Kontrolle des Syntheseprozesses, wurden diese Messungen durch konventionelle TEM, ABF STEM, Elektronenbeugung und EDX-Methoden vervollständigt. Die TEM-Resultate wurden dann mit den Ergebnissen korrespondierender elektrischer Messungen verglichen und interpretiert. Dabei wurde der Fokus auf das erfolgreiche Dotieren mit Bismut gelegt, welches für das Auftreten von Varistoreigenschaften und damit auch für eine piezotronische Manipulation derselben eine notwendige Bedingung darstellt. Als Hauptergebnis wurde festgestellt, dass das Dotieren mit Bi, welches in ZnO unlöslich ist, keineswegs trivial ist und angepasste Synthesemethoden und/oder Bikristallkonfigurationen erforderlich sind, um für Bi geeignete Segregationsplätze zu erzeugen, da es ansonsten von der Grenzfläche abgezogen wird und elektrisch inaktive Sekundärphasen bildet. Es wurde beobachtet, dass entsprechende Segregationsplätze in Abhängigkeit von der strukturellen Kohärenz der jeweiligen Korngrenze auftreten. Während hochkohärente Grenzflächen undotiert blieben, wurde ein deutlicher Einbau von Bi an semi- oder inkohärenten Grenzflächen vorgefunden, was sich auch in den elektrischen Messungen widerspiegelte, die dementsprechend ein Ausbleiben bzw. ein Auftreten des Varistoreffekts nachwiesen. Die notwendige Inkohärenz konnte entweder durch eine besondere Synthesemethode (epitaktische Festkörpertransformation) erzeugt werden, welche zu einer stark gekrümmten, defektreichen Korngrenze führte, oder durch eine gezielte Kipporientierung für Bikristalle mit flacher Korngrenze herbeigeführt werden. Für Letzteres konnten zwei Fälle unterschieden werden: Semikohärente Konfigurationen, bei denen sich ein Koinzidenzgitter (CSL) ausbildet und dessen Punkte als semiperiodische Segregationsplätze fungieren, sowie hochinkohärente Grenzflächen, deren Struktur eine deutliche Unordnung beinhaltet. Zusätzlich zur strukturellen Charakterisierung wurden thermodynamische Aspekte betrachtet, welche darauf hinweisen, dass alle drei Arten von Bi-Segregation (gekrümmt, flach-semikohärent, flach-hochkohärent) durch die Gibbssche Adsorptionsisotherme qualitativ erklärt werden können. Diese Gleichung beschreibt die Verringerung von Ober- oder Grenzflächenenergien durch die Anlagerung von Fremdatomen. Für den besonderen Fall eines unlöslichen Dotanden, welcher aber quasi-unendlich zur Verfügung steht gegenüber einer limitierten Anzahl von Segregationsplätzen, hängt die Segregation ausschließlich von a) der Energiedifferenz zwischen unbesetzter und besetzter Korngrenze, sowie von b) der Menge an verfügbaren Segregationsplätzen ab. Dabei sind a) und b) jeweils höher für inkohärente Grenzflächen und gehen gegen null für den Fall maximaler Kohärenz. Ein Vergleich mit einschlägiger Literatur zeigt, dass sowohl die TEM Ergebnisse, als auch die thermodynamischen Betrachtungen nicht nur mit den Resultaten früherer Bikristallstudien, sondern auch mit denen völlig verschiedener Materialsysteme übereinstimmen, weswegen sie als generalisierbar angesehen werden. Mit dem Ziel einer Langmuir-Blodgett Abscheidung einer sich selbstassemblierenden Monolage von Kristalliten, wurden eine Syntheseroute für hexagonalen ZnO Plättchen bestimmt. Im Zuge dessen wurden TEM Untersuchungen durchgeführt, um die entstandenen Mineralisations-produkte zu charakterisieren und die Synthese entsprechend zu optimieren. Dafür wurden dieselben Methoden wie bei den Bikristallen angewandt, insbesondere ABF STEM und NBED zur Bestimmung der absoluten Ausrichtung der c-Achse. Dies war sowohl für die Hexagone, wo Inversionszwillinge ausgeschlossen werden mussten, als auch für die stäbchenförmigen Zwillinge, deren Zwillingscharakter so bestimmt werden konnte, von besonderer Bedeutung. Des Weiteren wurde bei den TEM Untersuchungen festgestellt, dass die ZnO Hexagone eine Oberflächenbelegung mit residualem Material der Fällungssynthese aufwiesen, welche durch eine entsprechend konzipierte, zusätzliche Calcinierung entfernt werden konnte, die zeitgleich für eine Verbesserung der Oberflächenqualität der Facetten von rau zu quasi atomar eben sorgte. Im Hinblick auf die stäbchenförmigen Zwillinge, bei denen es sich eigentlich um ein Nebenprodukt der Syntheseexperimente für die Hexagone handelt, konnte gezeigt werden, dass es sich ausschließlich um präzis ausgerichtete „tail-to-tail“ Inversionszwillinge mit anti-parallelen c-Achsen handelt, deren Grenzfläche eine gewisse Unordnung aufweist. Damit könnten diese in der Lage sein Dotanden, wie Bi einzubauen und somit für ähnliche Anwendungsszenarien wie die der piezotronischen Bikristalle interessant sein, vor allem im Hinblick auf die Tatsache, dass es sich bei den ursprünglichen piezotronischen Elementen bereits um ZnO Nanokristalle (Nanodrähte) handelte.