Forskere skaber første vigtige eksempler på optisk krystallografi for nanomaterialer

Nanokrystaller har forskellige anvendelser, der spænder over biomedicinsk billeddannelse, lysemitterende enheder, og forbrugerelektronik. Deres unikke optiske egenskaber skyldes den type krystal, de er sammensat af. Imidlertid, en stor flaskehals i udviklingen af ​​nanokrystaller, til dato, er behovet for røntgenteknikker til at bestemme krystalltypen.

Forskere ved University of Illinois i Urbana-Champaign har udviklet en ny måde at bestemme krystalltype baseret på optik ved at identificere de unikke måder, hvorpå disse krystaller absorberer lys.

"Denne nye evne eliminerer behovet for langsomt og dyrt røntgenudstyr, samt behovet for store mængder materialer, der skal renses grundigt, "forklarede Andrew M. Smith, en adjunkt i bioingeniør og principforsker for projektet. "Disse teoretiske og eksperimentelle indsigter giver enkel og præcis analyse for væskespredte nanomaterialer, som vi mener kan forbedre nanokrystalteknikens præcision og også forbedre vores forståelse af nanokrystalreaktioner."

"Resultaterne er endnu mere klare end ved standardmetoder til karakterisering af materialer, "sagde Sung Jun Lim, en postdoktor i Smiths forskningsgruppe og første forfatter til papiret, "Optisk bestemmelse af krystalfase i halvleder -nanokrystaller, "vises i Naturkommunikation . "I dette studie, vi identificerede optiske signaturer af kubiske og sekskantede faser i II-VI nanokrystaller ved hjælp af absorptionsspektroskopi og første-principper elektronisk struktur teori. Vi observerede, at højenergispektrale funktioner muliggør hurtig identifikation af fase, selv i små nanokrystaller omkring to nanometer i diameter, eller bare flere hundrede atomer. "

Ifølge André Schleife, en adjunkt i materialevidenskab og teknik og medforfatter af undersøgelsen, den stramme integration af præcise eksperimenter og banebrydende teoretisk spektroskopi realiseret i dette arbejde er et udstillingsvindue for moderne nanoskala-forskning. Den optiske krystallografiske analyseteknik, der er resultatet af dette samarbejde, giver en ny og kraftfuld evne til kontinuerligt at måle fase under syntese eller behandling i opløsning ved hjælp af absorptionsspektroskopi, som kan være mere enkel, hurtig, Høj gennemstrømning, og muligvis mere nøjagtig til strukturel karakterisering sammenlignet med fastfase røntgenteknikker.