近日，美国阿拉巴马大学宋金会领导的科研小组，研制出像素尺寸仅为50纳米的新型图像传感器，大幅度打破了当前数字图像传感器像素尺寸为1000纳米的极限。该研究最近发表在《先进材料》杂志上（Adv. Mater., 2015, DOI: 10.1002/adma.201502079）。

自数字图像传感器发明以来，研究者们想尽一切方法来减小像素尺寸，以提高数字图像传感器的分辨率。目前, 数字图像传感器CCD和CMOS的最小像素尺寸分别为1.43微米和1.12微米。受半导体薄膜材料物理性质与数字图像传感器传统结构的限制，这样的像素尺寸已接近物理极限。若继续缩小尺寸，像素将失去感光功能。

宋金会表示，当前数字图像传感器分辨率的突破，必须要从传感器材料和结构两方面进行彻底的革新，而不能仅靠对原器件构架和材料的改进。

图来源：Advanced Materials

为此，宋金会科研小组利用三维半导体纳米材料，采用完全不同于当前数字图像传感器的器件机理，新研制出的纳米半导体光电材料和三维器件结构，实现了光强传感和放大双重功能，进一步缩小了像素平面面积，极大降低了传感器噪音。如果按当前流行的全幅相机传感器尺寸为标准，新型传感器将拥有惊人的3000多亿像素，是现在传感器的10000倍。

下一步，研究人员将在这一新型传感器基础上，研究全彩色、高响应速度的超高精度数字图像传感器，并以此推进其在基础科学与技术领域的应用。（郭科）

（来源：科技日报，2015-10-30，第2版）