近日，美國阿拉巴馬大學華人教授宋金會領(lǐng)導的科研小組，研制出像素尺寸僅為50納米的新型圖像傳感器，大幅度打破了當前數(shù)字圖像傳感器像素尺寸為1000納米的極限。該研究最近發(fā)表在材料類頂級科學期刊《先進材料》上。

　　自數(shù)字圖像傳感器發(fā)明以來，研究者們想盡一切方法來減小像素尺寸，以提高數(shù)字圖像傳感器的分辨率。目前，數(shù)字圖像傳感器CCD和CMOS的最小像素尺寸分別為1.43微米和1.12微米。受半導體薄膜材料物理性質(zhì)與數(shù)字圖像傳感器傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制，這樣的像素尺寸已接近物理極限。若繼續(xù)縮小尺寸，像素將失去感光功能。

　　宋金會表示，當前數(shù)字圖像傳感器分辨率的突破，必須要從傳感器材料和結(jié)構(gòu)兩方面進行徹底的革新，而不能僅靠對原器件構(gòu)架和材料的改進。

　　為此，宋金會科研小組利用三維半導體納米材料，采用完全不同于當前數(shù)字圖像傳感器的器件機理，新研制出的納米半導體光電材料和三維器件結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了光強傳感和放大雙重功能，進一步縮小了像素平面面積，極大降低了傳感器噪音。如果按當前流行的全幅相機傳感器尺寸為標準，新型傳感器將擁有驚人的3000多億像素，是現(xiàn)在傳感器的10000倍。其具有的超高分辨率將對圖像信息存儲、超分辨顯微、光與物質(zhì)相互作用以及光子計算機等一系列重要的技術(shù)科學領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響。

　　下一步，研究人員將在這一新型傳感器基礎(chǔ)上，研究全彩色、高響應(yīng)速度的超高精度數(shù)字圖像傳感器，并以此推進其在基礎(chǔ)科學與技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。