¿Qué es la plasmónica y es parte de la física de la materia condensada?

Esto parece una pregunta de tarea, pero diré algunas palabras para propósitos de archivo.

Plasmonics es el término acuñado por Atwater y colaboradores (The Promise of Plasmonics) que se refiere a la excitación de ondas de electrones de superficie en metales con fotones (o polaritones de plasmones de superficie). Similar al nombre de la electrónica (ciencia e ingeniería de electrones), o fotónica (fotones).

Su parte en la física de la materia condensada es a través de la interacción de la materia ligera. La luz es una onda electromagnética que consiste en ondas eléctricas y magnéticas. La onda de luz visible e infrarroja cercana oscila muy rápido, a cientos de billones de ciclos por segundo. A este ritmo, los electrones en la capa más externa responden rápidamente, pero los electrones y núcleos internos, debido a la gran masa total, se retrasan, por lo tanto, se crea una polarización neta donde las cargas positivas casi se quedan quietas pero las cargas negativas danzan. Las cargas de movimiento rápido se llaman ondas de plasma. El plasma es cuántico de plasma (al igual que el fotón es cuántico de luz). Si se cumplen condiciones especiales, las ondas de luz visible e infrarroja cercana se pueden acoplar a cargas superficiales (electrones), que juntas forman polaritones (el fotón, la interacción con el medio es polaritón) . Por lo tanto, se crean los polaritones de plasmón superficial (SPP).

Los SPP son útiles para confinar la luz en lugares estrechos, enfocar la luz más allá de su límite de difracción (lo mejor que una lente puede enfocar la luz es aproximadamente la mitad de la longitud de onda de la luz) [Óptica de longitud de onda de plasmón superficial]. Lo que es bueno teniendo en cuenta que la luz ofrece una mejor velocidad de transferencia de información dentro de los circuitos lógicos en comparación con los electrones, sin embargo, los circuitos electrónicos ahora funcionan con distancias de puerta de 25 nm. La luz visible y casi infrarroja no se puede limitar a 25 nm por sí sola, pero esto es posible en forma de SPP.

Sin embargo, el campo de la plasmónica no se centra en la fabricación de nuevos circuitos lógicos. En este momento hay una física mucho más interesante, desde microscopios de resolución ultraalta hasta sondas oscilaciones cuánticas de luz en una sola molécula, desde dinámicas no lineales a nanoescala hasta calentamiento localizado para matar tejidos malignos afectados.

Por supuesto, no he discutido la política de las convenciones de nomenclatura científica, que tomaría algunas páginas más.

Plasmonics es esencialmente un término elegante para la óptica de metales.

Por lo general, cuando se trabaja en longitudes de onda de radiofrecuencia largas, los metales se pueden aproximar simplemente como conductores eléctricos perfectos. Pero a longitudes de onda visibles e infrarrojas cercanas esto no se aplica. La parte real de la permitividad compleja sigue siendo negativa, pero la conductividad no es el gran valor que solía ser. Como resultado, surgen varios fenomeneh físicos, como las ondas de polaritón de plasmón superficial en las interfaces de metales y dieléctricos, y las resonancias de plasmón superficial localizadas en nanopartículas metálicas.

La forma en que se clasifican los plasmónicos depende de su definición de materia condensada. Ver la respuesta de Inna Vishik a ¿Cómo es AMO diferente de CM? para más información sobre clasificación. La comunidad de plasmónicos de hoy está compuesta por físicos, científicos de materiales, ingenieros eléctricos y ópticos, químicos e ingenieros químicos. Es muy interdisciplinario y se estudia desde muchos ángulos.