Les plasmons sont des ondes de densité d’électrons, créées lorsque la lumière frappe la surface d’un métal dans des circonstances précises. Ces ondes de densité sont générées à des fréquences optiques et sont très petites et rapides. Ils peuvent théoriquement encoder beaucoup d’informations, plus que ce qui est possible pour l’électronique conventionnelle. On pense que la plasmonique incarne les points les plus forts du transfert de données optique et électronique, permettant la transmission rapide d’informations sur de très petits fils.
Le transfert de données optique, comme dans la fibre optique, permet une bande passante élevée mais nécessite des fils volumineux – de vrais tubes avec des intérieurs réfléchissants. Le transfert électronique de données fonctionne à des fréquences inférieures à celles de la fibre optique, mais ne nécessite que de minuscules fils. La plasmonique, parfois appelée «lumière sur un fil», permettrait la transmission de données à des fréquences optiques le long de la surface d’un petit fil métallique, malgré le fait que les données se déplacent sous la forme de distributions de densité électronique plutôt que de photons.
La principale limitation de cette technologie aujourd’hui est que les plasmons ont tendance à se dissiper au bout de quelques millimètres seulement, ce qui les rend trop éphémères pour servir de base à des puces informatiques, qui font quelques centimètres de diamètre. Pour envoyer des données sur de plus longues distances, la technologie aurait besoin d’être encore améliorée. La clé consiste à utiliser un matériau à faible indice de réfraction, idéalement négatif, de sorte que l’énergie électromagnétique entrante soit réfléchie parallèlement à la surface du matériau et transmise le plus possible sur sa longueur. Aucun matériau naturel avec un indice de réfraction négatif n’existe, donc des matériaux nanostructurés doivent être utilisés pour fabriquer des dispositifs plasmoniques efficaces. Pour cette raison, la plasmonique est fréquemment associée à la nanotechnologie.
Avant que les puces entièrement plasmoniques ne soient développées, la technologie sera probablement intégrée aux dispositifs conventionnels en silicium. Les fils plasmoniques peuvent agir comme des autoroutes à large bande passante dans les zones les plus fréquentées de la puce. Cette technologie a également été utilisée dans les biocapteurs. Lorsqu’une protéine ou une molécule d’ADN particulière repose sur la surface d’un matériau métallique porteur de plasmons, elle laisse sa signature caractéristique dans l’angle auquel elle réfléchit l’énergie.