I plasmoni sono onde di densità di elettroni, create quando la luce colpisce la superficie di un metallo in circostanze precise. Queste onde di densità sono generate a frequenze ottiche e sono molto piccole e rapide. In teoria possono codificare molte informazioni, più di quanto sia possibile per l’elettronica convenzionale. Si pensa che la plasmonica incorpori i punti di forza del trasferimento dati sia ottico che elettronico, consentendo la trasmissione veloce di informazioni su fili molto piccoli.
Il trasferimento ottico dei dati, come nella fibra ottica, consente un’elevata larghezza di banda ma richiede “cavi” ingombranti, in realtà tubi con interni riflettenti. Il trasferimento elettronico dei dati funziona a frequenze inferiori alla fibra ottica, ma richiede solo fili molto piccoli. La plasmonica, a volte chiamata “luce su un filo”, consentirebbe la trasmissione di dati a frequenze ottiche lungo la superficie di un minuscolo filo metallico, nonostante il fatto che i dati viaggino sotto forma di distribuzioni di densità elettronica anziché di fotoni.
La principale limitazione di questa tecnologia oggi è che i plasmoni tendono a dissiparsi dopo pochi millimetri, il che li rende troppo di breve durata per servire come base per i chip dei computer, che sono larghi pochi centimetri. Per inviare dati su distanze maggiori, la tecnologia avrebbe bisogno di ulteriori miglioramenti. La chiave sta nell’usare un materiale con un basso indice di rifrazione, idealmente negativo, in modo tale che l’energia elettromagnetica in entrata venga riflessa parallelamente alla superficie del materiale e trasmessa lungo la sua lunghezza il più possibile. Non esiste alcun materiale naturale con un indice di rifrazione negativo, quindi è necessario utilizzare materiali nanostrutturati per fabbricare dispositivi plasmonici efficaci. Per questo motivo, la plasmonica è spesso associata alla nanotecnologia.
Prima che vengano sviluppati tutti i chip plasmonici, la tecnologia sarà probabilmente integrata con i dispositivi al silicio convenzionali. I fili plasmonici possono fungere da autostrade ad alta larghezza di banda attraverso le aree più trafficate del chip. Questa tecnologia è stata utilizzata anche nei biosensori. Quando una particolare proteina o molecola di DNA poggia sulla superficie di un materiale metallico che trasporta plasmoni, lascia la sua caratteristica impronta nell’angolo con cui riflette l’energia.