Publication

Interplay Between Bound State in the Continuum and the Generalized Kerker Effect in Plasmonic Metasurfaces

2026

Résumé

Collective resonances in plasmonic metasurfaces provide a powerful platform for engineering spectral responses and scattering directionality with high precision. A prominent example of such resonant directional scattering is the generalized Kerker effect, in which far‐field interference between higher order multipoles leads to strong suppression of reflection within a narrow spectral range. In this work, we experimentally demonstrate a plasmonic metasurface exhibiting the resonant lattice Kerker effect due to the excitation of a nonlocal mode. Through detailed analysis, we elucidate the underlying physical mechanisms and clarify its intricate relationship to bound states in the continuum (BIC), offering new insights for the design of high‐ Q plasmonic metasurfaces.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/660c272a-2466-417d-a779-80877a87a7c4

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Concepts associés (25)

Plasmonic metamaterial

A plasmonic metamaterial is a metamaterial that uses surface plasmons to achieve optical properties not seen in nature. Plasmons are produced from the interaction of light with metal-dielectric materials. Under specific conditions, the incident light couples with the surface plasmons to create self-sustaining, propagating electromagnetic waves known as surface plasmon polaritons (SPPs). Once launched, the SPPs ripple along the metal-dielectric interface. Compared with the incident light, the SPPs can be much shorter in wavelength.

Théorie de Mie

En optique ondulatoire, la théorie de Mie, ou solution de Mie, est une solution particulière des équations de Maxwell décrivant la diffusion élastique – c'est-à-dire sans changement de longueur d'onde – d'une onde électromagnétique plane par une particule sphérique caractérisée par son diamètre et son indice de réfraction complexe. Elle tire son nom du physicien allemand Gustav Mie, qui la décrivit en détail en 1908. Le travail de son prédécesseur Ludvig Lorenz est aujourd'hui reconnu comme « empiriquement équivalent » et l'on parle parfois de la théorie de Lorenz-Mie.

Métamatériau

En physique, en électromagnétisme, le terme métamatériau désigne un matériau composite artificiel qui présente des propriétés électromagnétiques qu'on ne retrouve pas dans un matériau naturel. Il s'agit en général de structures périodiques, diélectriques ou métalliques, qui se comportent comme un matériau homogène n'existant pas à l'état naturel. Il existe plusieurs types de métamatériaux en électromagnétisme, les plus connus étant ceux susceptibles de présenter à la fois une permittivité et une perméabilité négatives.

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Non-Reciprocal and Topological Wave Phenomena at the Sub-Wavelength Scale