Extreem kleine constructies, veel kleiner in diameter dan een haarlok, sensoren en andere apparaten enorm ten goede kunnen komen. Om deze nanomaterialen onder de knie te krijgen, wetenschappers moeten hun vorm bepalen. Dat is moeilijk. Wetenschappers hebben een nieuwe manier ontwikkeld om hoge resolutie, 3D-beeldvorming van kleine metalen structuren. De methode maakt gebruik van scanning transmissie-elektronenmicroscopie (STEM). Met behulp van deze methode, wetenschappers maten de 3D-structuur van kleine gouden sterren, "nanosterren." In combinatie met computersimulaties, de nieuwe methode voorspelde nauwkeurig de fysieke en optische eigenschappen in vergelijking met experiment.

Voor de eerste keer, wetenschappers gebruikten STEM-tomografie om de fysieke en optische eigenschappen van een nanomateriaal te voorspellen. Deze materialen kunnen verbeterde optische eigenschappen hebben, voortkomend uit plasmonische effecten. Deze nieuwe methode is veelbelovend voor het schatten van de vorm en gerelateerde parameters van complexe structuren van elke willekeurige vorm en samenstelling. Deze materialen kunnen leiden tot nieuwe sensoren en diagnostische toepassingen.

Gouden nanosterren zijn een klasse van plasmonische nanomaterialen die veelbelovend zijn in op het oppervlak gebaseerde toepassingen op basis van Raman-verstrooiing en door hete elektronen aangedreven plasmonische apparaten. Echter, belangrijke fundamentele materiaaleigenschappen zijn moeilijk te meten, vanwege hun complexe stekelige morfologie - die fundamenteel is voor de veldverbeteringen die nanosterren interessant maken. Typisch, nanostar-eigenschappen zoals volume, oppervlakte, en extinctiecoëfficiënt worden slechts geschat met behulp van een sterk vereenvoudigde, handelbare maar vaak onnauwkeurige weergave van de morfologie. In dit werk, de gebruikers van het Center for Functional Nanomaterials (CFN) van de Rutgers University en CFN-medewerkers hebben een nieuwe methode bedacht om deze fundamentele materiaaleigenschappen te berekenen, met behulp van hoge resolutie, 3D-topografische informatie over individuele nanosterren als input voor eindige-elementenberekeningen van volume, oppervlakte, en morfologie-afhankelijke extinctiecoëfficiënt. Ze verkregen 3D-morfologieën met de STEM-tomografie. Deze nieuwe methode is veelbelovend voor het schatten van vormafhankelijke parameters van complexe nanostructuren van elke willekeurige vorm en samenstelling, zeer relevant voor plasmonische materialen en apparaten.