Ce que les chercheurs considéraient comme un obstacle au développement de technologies avancées basées sur le domaine émergent de la plasmonique est désormais considéré comme une voie potentielle vers des applications pratiques dans des domaines allant de la thérapie contre le cancer à la nanofabrication.

Les matériaux plasmoniques contiennent des caractéristiques, des motifs ou des éléments qui permettent un contrôle sans précédent de la lumière en exploitant des nuages ​​d'électrons appelés plasmons de surface. Il pourrait permettre la miniaturisation des technologies optiques, apportant des avancées telles que l'imagerie à nano-résolution et les puces informatiques qui traitent et transmettent des données en utilisant la lumière au lieu d'électrons, représentant un saut potentiel de performance.

Cependant, le développement de technologies optiques avancées utilisant la plasmonique a été entravé parce que les composants en cours de développement provoquent une perte de lumière et une conversion en chaleur trop importantes. Mais maintenant, les chercheurs découvrent que ce "chauffage plasmonique induit par les pertes" pourrait être la clé du développement de diverses technologies de pointe, dit Vladimir M. Shalaev, co-directeur du nouveau Purdue Quantum Center, directeur scientifique de la nanophotonique au Birck Nanotechnology Center dans le Discovery Park de l'université et éminent professeur de génie électrique et informatique.

Le potentiel d'applications pratiques utilisant le chauffage plasmonique induit par les pertes est discuté dans un commentaire paru le 22 janvier dans la section Perspectives de Science magazine. L'article a été écrit par le doctorant Justus Ndukaife, Shalaev et Alexandra Boltasseva, professeur agrégé de génie électrique et informatique.

« La plasmonique a suscité un intérêt considérable en raison de la capacité de presser la lumière dans des volumes nanométriques dans des micro- et nano-dispositifs, mais les progrès ont été entravés à cause des pertes plasmoniques, ", a déclaré Ndukaife. "Nous disons que nous pouvons utiliser ces pertes à notre avantage."

Les nouvelles technologies qui pourraient exploiter le chauffage plasmonique comprennent :

* Une "nanotweezer" capable de positionner de minuscules objets rapidement et avec précision et de les congeler en place, qui pourraient permettre d'améliorer les méthodes de détection à l'échelle nanométrique et aider la recherche à fabriquer des technologies avancées telles que les ordinateurs quantiques et les écrans à ultra-haute résolution.

* Une nouvelle technologie de stockage magnétique appelée enregistrement magnétique assisté par la chaleur (HAMR), où nanoantennes, ou des transducteurs de champ proche, sont utilisés pour focaliser la lumière sur le support magnétique. Les nanoantennes pourraient être exploitées dans le stockage de données basé sur HAMR. De plus, les nanoparticules plasmoniques peuvent être remodelées par chauffage et utilisées pour enregistrer des images.

* Quadrapeutique, une approche thérapeutique clinique utilisant des nanoparticules pour le traitement du cancer. Les nanoparticules sont illuminées avec une lumière laser, produisant des nanobulles plasmoniques qui peuvent tuer les cellules cancéreuses.

* Et un concept d'énergie renouvelable qui utilise des « résonateurs plasmoniques » pour améliorer l'efficacité des cellules solaires.

« Exploiter la perte intrinsèque de la plasmonique pourrait aider à inaugurer des innovations technologiques transformatrices affectant plusieurs domaines, y compris les technologies de l'information, sciences de la vie et énergies propres, " a déclaré Boltasseva. " Il est temps pour la communauté plasmonique de transformer la perte en gain. "