Kaj je Plasmonics?

Plazmoni so valovi gostote elektronov, ki nastanejo, ko svetloba zadene površino kovine v natančnih okoliščinah. Ti valovi gostote nastajajo pri optičnih frekvencah in so zelo majhni in hitri. Teoretično lahko kodirajo veliko informacij, več kot to, kar je mogoče za običajno elektroniko. Plazmonika naj bi poosebljala najmočnejše točke tako optičnega kot elektronskega prenosa podatkov, kar omogoča hiter prenos informacij po zelo majhnih žicah.

Optični prenos podatkov, tako kot pri optičnih vlaknih, omogoča visoko pasovno širino, vendar zahteva obsežne “žice” – resnično cevi z odsevno notranjostjo. Elektronski prenos podatkov deluje na frekvencah, ki so nižje od optičnih vlaken, vendar zahteva le drobne žice. Plazmonika, včasih imenovana “svetloba na žici”, bi omogočila prenos podatkov na optičnih frekvencah vzdolž površine drobne kovinske žice, kljub dejstvu, da podatki potujejo v obliki porazdelitve elektronske gostote in ne fotonov.

Glavna omejitev te tehnologije danes je, da se plazmoni navadno razpršijo že po nekaj milimetrih, zaradi česar so prekratkožive, da bi služili kot osnova za računalniške čipe, ki so v premeru nekaj centimetrov. Za pošiljanje podatkov na daljše razdalje bi tehnologija potrebovala še več izboljšav. Ključna je uporaba materiala z nizkim lomnim količnikom, idealno negativnim, tako da se vhodna elektromagnetna energija odbija vzporedno s površino materiala in prenaša po njegovi dolžini, kolikor je mogoče. Naravnega materiala z negativnim lomnim količnikom ni, zato je treba za izdelavo učinkovitih plazmoničnih naprav uporabiti nanostrukturirane materiale. Zaradi tega je plazmonika pogosto povezana z nanotehnologijo.

Preden se razvijejo popolnoma plazmonični čipi, bo tehnologija verjetno integrirana z običajnimi silikonskimi napravami. Plazmonične žice lahko delujejo kot avtoceste z visoko pasovno širino na najbolj obremenjenih območjih čipa. Ta tehnologija je bila uporabljena tudi v biosenzorjih. Ko določena beljakovina ali molekula DNK leži na površini kovinskega materiala, ki nosi plazmon, pusti svoj značilen podpis v kotu, pod katerim odbija energijo.