近日，美國阿拉巴馬大學華人教授宋金會領導的科研小組，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，以提高數字圖像傳感器的分辨率。目前，數字圖像傳感器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與數字圖像傳感器傳統(tǒng)結構的限制，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，當前數字圖像傳感器分辨率的突破，必須要從傳感器材料和結構兩方面進行徹底的革新，而不能僅靠對原器件構架和材料的改進。
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構，實現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、光與物質相互作用以及光子計算機等一系列重要的技術科學領域產生巨大影響。
下一步，研究人員將在這一新型傳感器基礎上，研究全彩色、高響應速度的超高精度數字圖像傳感器，并以此推進其在基礎科學與技術領域的應用。
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