De très petites structures, bien plus petit de diamètre qu'une mèche de cheveux, pourrait grandement bénéficier aux capteurs et autres appareils. Pour maîtriser ces nanomatériaux, les scientifiques doivent déterminer leur forme. C'est difficile. Les scientifiques ont développé une nouvelle façon d'effectuer une haute résolution, Imagerie 3D de minuscules structures métalliques. La méthode utilise la microscopie électronique à transmission à balayage (STEM). En utilisant cette méthode, les scientifiques ont mesuré la structure 3-D de minuscules étoiles d'or, "nanostars." Combiné à des simulations informatiques, la nouvelle méthode a prédit avec précision les propriétés physiques et optiques par rapport à l'expérience.

Pour la première fois, les scientifiques ont utilisé la tomographie STEM pour prédire les propriétés physiques et optiques d'un nanomatériau. Ces matériaux peuvent avoir des propriétés optiques améliorées, résultant des effets plasmoniques. Cette nouvelle méthode est prometteuse pour estimer la forme et les paramètres associés de structures complexes de toute forme et composition arbitraires. Ces matériaux pourraient conduire à de nouveaux capteurs et usages diagnostiques.

Les nanoétoiles d'or sont une classe de nanomatériaux plasmoniques qui sont prometteurs dans les applications basées sur la diffusion Raman à surface améliorée et les dispositifs plasmoniques à électrons chauds. Cependant, les propriétés fondamentales importantes des matériaux sont difficiles à mesurer, en raison de leur complexité, morphologie hérissée - qui est fondamentale pour les améliorations de champ qui rendent les nanoétoiles intéressantes. Typiquement, propriétés nanostar telles que le volume, superficie, et le coefficient d'extinction sont simplement estimés à l'aide d'une méthode très simplifiée, représentation maniable, mais souvent inexacte, de la morphologie. Dans ce travail, les utilisateurs du Center for Functional Nanomaterials (CFN) de l'Université Rutgers et le personnel du CFN ont mis au point une nouvelle méthode pour calculer ces propriétés fondamentales des matériaux, en utilisant la haute résolution, Informations topographiques 3D sur les nanoétoiles individuelles comme entrées pour les calculs de volume par éléments finis, superficie, et le coefficient d'extinction dépendant de la morphologie. Ils ont obtenu des morphologies 3-D avec la tomographie STEM. Cette nouvelle méthode est prometteuse pour estimer les paramètres dépendants de la forme de nanostructures complexes de toute forme et composition arbitraires, très pertinent pour les matériaux et dispositifs plasmoniques.