Nanokristaller har olika tillämpningar som spänner över biomedicinsk avbildning, ljusavgivande anordningar, och hemelektronik. Deras unika optiska egenskaper beror på vilken typ av kristall de är sammansatta av. Dock, en stor flaskhals i utvecklingen av nanokristaller, hittills, är behovet av röntgentekniker för att bestämma kristalltypen.

Forskare vid University of Illinois i Urbana-Champaign har utvecklat ett nytt sätt att bestämma kristalltyp baserat på optik - genom att identifiera de unika sätten på vilka dessa kristaller absorberar ljus.

"Denna nya förmåga eliminerar behovet av långsam och dyr röntgenutrustning, samt behovet av stora mängder material som måste renas noggrant, " förklarade Andrew M Smith, en biträdande professor i bioteknik och principutredare för projektet. "Dessa teoretiska och experimentella insikter ger enkel och korrekt analys för vätskespridda nanomaterial som vi tror kan förbättra precisionen i nanokristallteknik och även förbättra vår förståelse av nanokristallers reaktioner."

"Resultaten är ännu tydligare än med vanliga materialkarakteriseringsmetoder, " sade Sung Jun Lim, en postdoktor i Smiths forskargrupp och första författare till artikeln, "Optisk bestämning av kristallfas i halvledarnanokristaller, " dyker upp i Naturkommunikation . "I den här studien, vi identifierade optiska signaturer av kubiska och hexagonala faser i II-VI nanokristaller med hjälp av absorptionsspektroskopi och första principer för elektronisk strukturteori. Vi observerade att spektrala egenskaper med hög energi tillåter snabb identifiering av fas, även i små nanokristaller runt två nanometer i diameter, eller bara flera hundra atomer."

Enligt André Schleife, en biträdande professor i materialvetenskap och teknik och medförfattare till studien, den snäva integrationen av exakt experimenterande och banbrytande teoretisk spektroskopi som realiseras i detta arbete är ett skyltfönster för modern forskning i nanoskala. Den optiska kristallografiska analystekniken som resulterade från detta samarbete ger en ny och kraftfull förmåga att kontinuerligt mäta fas under syntes eller bearbetning i lösning genom absorptionsspektroskopi, som kan vara enklare, snabb, hög genomströmning, och potentiellt mer exakt för strukturell karakterisering jämfört med fastfasröntgentekniker.