I nanocristalli hanno diverse applicazioni che abbracciano l'imaging biomedico, dispositivi emettitori di luce, ed elettronica di consumo. Le loro proprietà ottiche uniche derivano dal tipo di cristallo da cui sono composti. Però, un importante collo di bottiglia nello sviluppo dei nanocristalli, ad oggi, è la necessità di tecniche a raggi X per determinare il tipo di cristallo.

I ricercatori dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign hanno sviluppato un nuovo modo per determinare il tipo di cristallo basato sull'ottica, identificando i modi unici in cui questi cristalli assorbono la luce.

"Questa nuova capacità elimina la necessità di apparecchiature a raggi X lente e costose, così come la necessità di grandi quantità di materiali che devono essere ampiamente purificati, " ha spiegato Andrew M. Smith, un assistente professore di bioingegneria e investigatore principale per il progetto. "Queste intuizioni teoriche e sperimentali forniscono un'analisi semplice e accurata per i nanomateriali dispersi in liquidi che riteniamo possano migliorare la precisione dell'ingegneria dei nanocristalli e anche migliorare la nostra comprensione delle reazioni dei nanocristalli".

"I risultati sono ancora più chiari rispetto ai metodi standard di caratterizzazione dei materiali, " ha dichiarato Sung Jun Lim, un borsista post-dottorato nel gruppo di ricerca di Smith e primo autore dell'articolo, "Determinazione ottica della fase cristallina nei nanocristalli a semiconduttore, " che appare in Comunicazioni sulla natura . "In questo studio, abbiamo identificato le firme ottiche delle fasi cubiche ed esagonali nei nanocristalli II-VI utilizzando la spettroscopia di assorbimento e la teoria della struttura elettronica dei primi principi. Abbiamo osservato che le caratteristiche spettrali ad alta energia consentono una rapida identificazione di fase, anche in piccoli nanocristalli di circa due nanometri di diametro, o solo diverse centinaia di atomi."

Secondo André Schleife, un assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali e coautore dello studio, la stretta integrazione di accurata sperimentazione e spettroscopia teorica all'avanguardia realizzata in questo lavoro è una vetrina per la moderna ricerca su nanoscala. La tecnica di analisi cristallografica ottica risultante da questa collaborazione fornisce una nuova e potente capacità di misurare continuamente la fase durante la sintesi o l'elaborazione in soluzione mediante spettroscopia di assorbimento, che può essere più semplice, rapido, ad alto rendimento, e potenzialmente più accurato per la caratterizzazione strutturale rispetto alle tecniche a raggi X in fase solida.