2D 材料与片层范德华异构结构的传输线模型
光学
2025-11-04 v1
摘要
范德华异构结构(VdWHs)由2D材料组成近年来因其独特的光学特性（如强光-物质相互作用和较大的固有各向异性）而受到广泛关注。特别是，VdWHs支持各种极化子——从电磁波与材料激发耦合产生的混合准粒子——使电磁辐射能够被限制在原子尺度上。因此，对2D材料异构结构光学响应的预测与仿真能力至关重要，通常通过TMM或弗雷斯nel方程等方法实现。虽然方法直观，但常常会得到冗长且复杂的表达式，限制了对支配光学响应的底层物理机制进行直观和简洁把握的能力。本文演示了基于将其组成部分表述为由其介导antissa描述的分布式电路元件的传输线模型适用于VdWHs。由于介导antissa携带了材料对电磁场响应的基本物理含义，该方法结果为一组沿导线传播的电压和电流波，提供了一种紧凑且具有物理直观性的表述，简化了代数计算，阐明了物理解存在条件，并为理解基础物理响应提供了宝贵的洞见。为证明此方法的有效性，我们推导了从bulk到单层2D材料的传输线类比，并展示其可用于计算反射/透射系数、极化子色散关系以及各种VdWHs中的电磁场分布，并与实验测量结果进行比较，结果表明二者一致性很好。该方法为探索和理解层状2D系统的光学响应提供了一项有价值的工具。
引用
@article{arxiv.2507.22549,
title = {The Transmission Line Model for 2D Materials and van der Waals Heterostructures},
author = {Tomer Eini and Anabel Atash Kahlon and Matan Meshulam and Thomas Poirier and James H. Edgar and Seth Ariel Tongay and Yarden Mazor and Itai Epstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.22549},
year = {2025}
}