图案化二维半导体用于定制化光-物质相互作用的理论研究
介观与纳米尺度物理
2025-12-16 v1
摘要
我们介绍了描述二维（2D）材料在纳米尺度上被图案化为平面上的条带阵列和球粒的光学响应的理论方法。电磁场的Fourier-Floquet分解被用于获得纳米条带阵列的反射率、透射率和吸收率。球粒由真空或介质核组成，表面涂覆单层2D材料。在界面处容纳2D材料的修正边界条件的Mie理论被应用于理论上研究这些球粒。作为2D材料的例子，我们考虑了六方氮化硼在紫外波段的激子响应，以及过渡金属二硫化物WS2在可见光波段的响应。提供了实现各种方法的最重要步骤和方程，作为进入图案化2D材料理论的入门介绍。这使本文成为研究任何2D材料图案化的工具集，旨在调控其光学响应和/或引入其激子的杂化方案。这些方法不仅限于2D半导体中的激子极化激元，还可以通过简单替换光学电导率，应用于表现出任何极化激元响应的2D材料。
引用
@article{arxiv.2512.13350,
title = {Theoretical investigation of patterned two-dimensional semiconductors for tailored light--matter interactions},
author = {Christian Nicolaisen Hansen and Line Jelver and Christos Tserkezis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.13350},
year = {2025}
}