Što je Plasmonics?

Plazmoni su valovi gustoće elektrona koji nastaju kada svjetlost udari površinu metala pod određenim okolnostima. Ovi valovi gustoće generiraju se na optičkim frekvencijama i vrlo su mali i brzi. Oni teoretski mogu kodirati puno informacija, više od onoga što je moguće za konvencionalnu elektroniku. Smatra se da plazmonika utjelovljuje najjače točke optičkog i elektroničkog prijenosa podataka, omogućujući brz prijenos informacija preko vrlo malih žica.

Optički prijenos podataka, kao i kod optičkih vlakana, omogućuje veliku propusnost, ali zahtijeva glomazne “žice” – zapravo cijevi s reflektirajućim interijerom. Elektronički prijenos podataka radi na frekvencijama nižim od optičkih vlakana, ali zahtijeva samo male žice. Plazmonika, koja se ponekad naziva “svjetlo na žici”, omogućila bi prijenos podataka na optičkim frekvencijama duž površine sićušne metalne žice, unatoč činjenici da podaci putuju u obliku distribucije gustoće elektrona, a ne u obliku fotona.

Glavno ograničenje ove današnje tehnologije je to što se plazmoni obično raspršuju nakon samo nekoliko milimetara, što ih čini prekratkim da bi poslužili kao osnova za računalne čipove, koji su u promjeru nekoliko centimetara. Za slanje podataka na veće udaljenosti, tehnologija bi trebala još više poboljšati. Ključ je u korištenju materijala s niskim indeksom loma, idealno negativnim, tako da se ulazna elektromagnetska energija reflektira paralelno s površinom materijala i prenosi duž njegove duljine što je dalje moguće. Ne postoji prirodni materijal s negativnim indeksom loma, pa se za izradu učinkovitih plazmonskih uređaja moraju koristiti nanostrukturirani materijali. Zbog toga se plazmonika često povezuje s nanotehnologijom.

Prije nego se razviju potpuno plazmonski čipovi, tehnologija će vjerojatno biti integrirana s konvencionalnim silikonskim uređajima. Plazmonske žice mogu djelovati kao autoceste velike propusnosti preko najprometnijih područja čipa. Ova tehnologija je također korištena u biosenzorima. Kada određeni protein ili molekula DNA leži na površini metalnog materijala koji nosi plazmon, ostavlja svoj karakterističan potpis u kutu pod kojim reflektira energiju.