Von besonderem Interesse ist es, Cluster hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften zu untersuchen und zu verstehen, um in maßgeschneiderten Nanomaterialien optische und elektronische Eigenschaften in zukünftigen Anwendungen gezielt zu steuern. Das Absorptions- sowie Emissionsverhalten von Clustern wird durch ihre elektronische Struktur bestimmt. Diese wird durch die Clustergeometrie und die chemischen Elemente, aus denen der Cluster aufgebaut ist, beeinflusst. Deshalb lassen sich aus den optischen Systemeigenschaften sowohl Informationen zur Elektronenstruktur, als auch zur geometrischen Verknüpfung der Atome im Cluster gewinnen.
Ein experimenteller Zugang zur Untersuchung optischer Eigenschaften kann z.B. über die Photodissoziationsspektroskopie erfolgen, welche es ermöglicht, Absorptionsspektren von Clustern basierend auf der massenspektrometrischen Detektion eines Zerfallskanals in Abhängigkeit der Laserenergie aufzunehmen. Durch den Vergleich mit moderner Quantenchemie lassen sich mehr Informationen über das untersuchte System gewinnen. Darüber hinaus kann diese Spektroskopiemethode als Werkzeug zur Strukturaufklärung und Spinzustandsbestimmung genutzt werden.
Für das elektronische Verhalten oder die elektronische Struktur eines Systems ist das Redoxpotential eine wichtige Größe. Die Messung des Redoxpotentials von Clustern kann allerdings nur über deren Ionisationspotential bestimmt werden (Methodische Grundlagen ). Mithilfe der Ionisationsspektroskopie ist es möglich dieses exakt zu bestimmen und in Kombination mit der Quantenchemie Rückschlüsse auf die elektronische Struktur der Cluster zu ziehen.
