¿Es la plasmónica un buen campo de estudio en términos de dispositivos futuros y computadoras cuánticas?

Pregunta difícil.

Es difícil entender el papel que jugaría Plasmonics en el futuro. El punto clave aquí es la pérdida. Debido a que la plasmónica es básicamente una nanofotónica de metales, el problema de las pérdidas ópticas es el principal obstáculo que los investigadores deben superar para que la plasmónica juegue un papel importante en el futuro. Pero hay algunas cosas que ya sabemos con seguridad.

1- Plasmonics ya se comercializa en biosensado. Todavía hay espacio para mejoras, pero es una tecnología madura.

2- Espectroscopia Raman mejorada en la superficie.

3-Prácticamente cualquier aplicación que no requiera una alta eficiencia es viable, por lo que es posible su aplicación en la terapia del cáncer y la imagen.

4- Posibles aplicaciones que dependen principalmente de las pérdidas, por lo que se utilizan plasmónicas para generar calor o para una perfecta absorción de la luz.

5- Usar estructuras plasmónicas como nano-antenas para enfocar la luz y aumentar la sección transversal de absorción. Principalmente para aumentar la eficiencia de las células solares. Por supuesto, las pérdidas plasmónicas se consideran un inconveniente, pero aún así los beneficios son probablemente mayores.


¿Va a cambiar el futuro?

Una cosa a tener en cuenta es que la plasmónica es un campo muy antiguo, pero solo a través de los avances en la nano-fabricación, la plamsonics está floreciendo. Sin embargo, lograr la promesa de la plasmónica, es decir, poder complementar o sustituir componentes electrónicos y fotónicos en la comunicación no parece ser posible en el horizonte actual debido al problema de las pérdidas.


Cálculo cuántico:

Se realizó una gran cantidad de investigaciones para investigar la cuantía de los plasmones de superficie (SP) y si el acoplamiento de la luz a los SP mantiene su coherencia (lo que, sorprendentemente, hace). Nuevamente, las pérdidas son un factor de ruptura enorme y la decoherencia en los plasmones de la superficie debido a las pérdidas hace que sea una manera muy ineficiente de ser utilizada en el cálculo cuántico. Sin embargo, puede desempeñar un papel secundario al aumentar la interacción no lineal de la luz. Específicamente, la luz es ideal como bit Q porque los fotones no interactúan entre sí o con el entorno, por lo que mantienen su coherencia (es decir, la superposición de estados cuánticos), sin embargo, eso también es problemático porque es difícil de preparar. un estado cuántico y su lectura, ya que puede requerir que los fotones interactúen entre sí. Plasmonics puede desempeñar un papel subsidiario en ese sentido.

Por otro lado, se ha propuesto que los plasmones de superficie se pueden usar para lo que se denomina mecánica cuántica impulsada por la disipación (computación cuántica e ingeniería del estado cuántico impulsada por la disipación), pero no estoy seguro de cómo.


Grandes investigadores: el campo tiene muchos grupos fuertes en todo el mundo. Algunos nombres famosos en plasmonics son Harry Atwater, Mark Brongersma, Stefan Maeir, Anatoly Zayats, Nikolay Zheludev, Vladimir Shalaev, Naomi Halas, Peter Nordlander y Ekmel Ozbay. Esto no es de ninguna manera una lista exhaustiva y no menciono los nombres más importantes en el campo de las plasmónicas gemelas, es decir, Metamateriales (con nombres famosos como John Pendry y Nader Engheta).


Los proyectos actuales: Una actitud común es demostrar lo que se puede demostrar. Quiero decir que no parece ser que haya un objetivo claro, solo mostrar lo que se ve bien y se puede demostrar, lo que es algo deprimente, pero es un síntoma de cómo la investigación se está alejando de la ciencia.