Durch die Mehrfachionisierung von reinen Helium-Nanotröpfchen (HND) werden Ladungszentren in Konfigurationen mit minimaler Energie nahe der Oberfläche der Tröpfchen verteilt, wo sie einen 2D-Wigner-Kristall bilden. Die Dotierstoffe werden polarisiert und von diesen Ladungszentren angezogen, was zu einem homogenen Wachstum von einfach geladenen Clustern und Nanopartikeln mit einer bisher unerreichten engen Größenverteilung führt. Diese Dotierstoff-Cluster-Ionen können, noch gelöst mit bis zu einigen 100 He-Atomen, durch Abspritzen der HND bei Oberflächenkollisionen oder durch kontrolliertes Schrumpfen in einem Helium-Puffergas aus den großen Wirtströpfchen, entfernt werden.
Das Verspritzen von dotierten Heliumtröpfchen führt in erster Linie zur Rückstreuung der eingebetteten Dotierstoff-Cluster. Durch Ausnutzung dieses Effekts ist es jedoch möglich, Oberflächen innerhalb von Sekunden mit einem Film aus monodispersen Clustern oder Nanopartikeln zu bedecken.