2D 전이금속 탄화물/질화물의 가장 큰 계열인 MXenes는, 예외적으로 매혹적인 특성들로 인해 다양한 응용 분야에서 유망한 재료로 부상해 왔다. 본 연구에서는 MXenes의 플라즈모닉 응용 가능성을 조사하였으며, 특히 표면증강 라만 산란(SERS)과 광대역 광검출에 초점을 맞추었다. 본 연구는 MXene의 준 단일층 이하 커버리지에서 나타나는 에지(edge) 플라즈몬을 기반으로 한 빛-물질 상호작용의 더 넓은 범위를 탐색했는데, 기존 연구들은 주로 수십 나노미터를 초과하는 두께에 집중해 왔다. 또한 MXenes를 3D 트렌치(trench) 나노구조에 도입함으로써 에지 플라즈몬의 발현을 증대시켜 이들의 플라즈모닉 특성을 극대화하고, 그 결과 광 증폭을 강화하고자 하였다. 제작된 광전자 소자는 SERS 검출에서 현저한 감도를 보이며, 목표 염료 분자에 대해 검출 한계를 ≈0.1 n m까지 달성하여, 비금속 기반 검출에 대한 일반적인 임계치보다 유의하게 우수하였다. 더불어 향상 인자(enhancement factor)는 시판되는 Au 기반 SERS 기판보다도 크다. 한편 MXene 기반 광검출기는 특히 근적외선(NIR) 파장 대역을 향하여 경쟁력 있는 광반응도(photoresponsivity)와 응답 시간을 보였는데, 이는 MXene 기반 광검출기로는 달성하기 어려운 영역이다. 전기장 계산을 포함한 포괄적 분석을 통해 관찰된 향상을 유도하는 메커니즘을 규명했으며, 주로 에지 플라즈몬에 기인한다고 보고한다.

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