Nanokristallen hebben diverse toepassingen die zich uitstrekken over biomedische beeldvorming, lichtgevende apparaten, en consumentenelektronica. Hun unieke optische eigenschappen zijn het gevolg van het type kristal waaruit ze zijn samengesteld. Echter, een belangrijk knelpunt in de ontwikkeling van nanokristallen, daten, is de noodzaak van röntgentechnieken om het kristaltype te bepalen.

Onderzoekers van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign hebben een nieuwe manier ontwikkeld om het kristaltype te bepalen op basis van optica - door de unieke manieren te identificeren waarop deze kristallen licht absorberen.

"Deze nieuwe mogelijkheid elimineert de noodzaak van langzame en dure röntgenapparatuur, evenals de behoefte aan grote hoeveelheden materialen die uitgebreid moeten worden gezuiverd, " legde Andrew M. Smith uit, een assistent-professor bio-engineering en hoofdonderzoeker voor het project. "Deze theoretische en experimentele inzichten bieden een eenvoudige en nauwkeurige analyse voor in vloeistof gedispergeerde nanomaterialen waarvan we denken dat ze de precisie van nanokristaltechnologie kunnen verbeteren en ook ons ​​begrip van nanokristalreacties kunnen verbeteren."

"De resultaten zijn nog duidelijker dan met standaard materiaalkarakteriseringsmethoden, " verklaarde Sung Jun Lim, een postdoctoraal onderzoeker in Smith's onderzoeksgroep en eerste auteur van het artikel, "Optische bepaling van kristalfase in halfgeleider nanokristallen, " verschijnen in Natuurcommunicatie . "In dit onderzoek, we identificeerden optische handtekeningen van kubische en hexagonale fasen in II-VI nanokristallen met behulp van absorptiespectroscopie en eerste-principes elektronische structuurtheorie. We hebben waargenomen dat spectrale kenmerken met hoge energie een snelle identificatie van fase, zelfs in kleine nanokristallen met een diameter van ongeveer twee nanometer, of slechts enkele honderden atomen."

Volgens André Schleife een assistent-professor materiaalkunde en engineering en co-auteur van de studie, de nauwe integratie van nauwkeurige experimenten en geavanceerde theoretische spectroscopie die in dit werk wordt gerealiseerd, is een showcase voor modern onderzoek op nanoschaal. De optische kristallografische analysetechniek die het resultaat is van deze samenwerking, biedt een nieuw en krachtig vermogen om continu fase te meten tijdens synthese of verwerking in oplossing door absorptiespectroscopie, wat eenvoudiger kan, snel, hoge doorvoer, en mogelijk nauwkeuriger voor structurele karakterisering vergeleken met vaste fase röntgentechnieken.