NKU版 - 校友宋金会研制新型数字图像传感器 像素尺寸仅50纳米 |
|---|
|
|
|
|
|
|
y******n
发帖数: 421 | 1 南开新闻网讯(记者 乔仁铭)日前，南开大学校友、美国阿拉巴马大学华人教授宋金会
带领的科研团队，成功研制出像素尺寸仅为50纳米的新型图像传感器，大幅度突破了当
前数字图像传感器像素尺寸为1000纳米的极限。近期出版的材料类顶级科学期刊《先进
材料》(Advanced Materials，2015，27，4454-4460)中“An Ultrahigh-Resolution
Digital Image Sensor with Pixel Size of 50 nm by vertical Nanorod Arrays”一
文详细介绍了这项最新研究成果。
超高分辨率的数字图像传感器对于科研探索、工业生产、人类生活、国防军工等广
泛领域具有重大的价值与意义。然而，如何通过减小像素尺寸来提高数字图像传感器的
分辨率，一直是困扰科学家们的难题。当前，数字图像传感器CCD(Charge-coupled
Device，电荷耦合器件)和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金
属氧化物半导体)的最小像素尺寸分别是1.43微米和1.12微米。由于受半导体薄膜材料
物理性质与数字图像传感器传统结构的限制，这样的像素尺寸已经接近物理极限。若继
续缩小，像素将失去感光能力，不再具备有效的图像传感功能。
宋金会认为，仅通过对原器件材料和构架的改进，难以突破当前数字图像传感器的
分辨率，还需要从原理、传感器材料与结构进行彻底革新。为此，他带领科研团队采用
“有源元器件”原理，把光强直接转换为放大的电信号，研发全新的三维纳米半导体光
电材料和三维器件结构，成功将数字图像传感器像素尺寸从1000纳米降至50纳米。
据宋金会介绍，他与科研团队首先定义了一个新的数字电路基本元件，光子场效应
管(PET，Photon Effect Transistor)，这一发明实现了光强传感和放大双重功能。在
光子场效应管的基础上，科研团队利用现有实验室和工业化的双重加工技术，进一步缩
小了像素平面面积的大小。此外，团队利用材料表面活性处理，以及纳米半导体阵列与
金属电极之间的肖特基势垒，大幅度降低了传感器的噪音并提高了像素感光响应速度。
若采用这一新型传感器技术，按照当前流行的全幅相机传感器尺寸为标准，全幅传感器
将拥有高达3000多亿的像素，是现在传感器的10000倍，这意味着未来数字相机、数字
摄像机将拍摄出更加清晰、细致的图像画面。
接下来，宋金会与科研团队将在这一新型数字图像传感器的基础上，研究全彩色、
高响应速度的超高精度数字图像传感器，以此推进其在光学、电子、通信等相关基础科
学与技术领域中的应用。
宋金会于1994年从辽宁省考入南开大学物理科学学院，1998年本科毕业并获得理学
学士学位。2002年赴美国佐治亚理工学院深造并获得理学硕士学位，2008年获得佐治亚
理工学院材料科学与工程系工学博士学位。2011年进入美国阿拉巴马大学任教。他长期
致力于纳米科技的研究与应用，获得了多项美国专利。迄今为止撰写5部专业书籍章节
，在国际专业期刊上发表科技论文50余篇，被引用次数近8000次，h因子达34。
论文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201502079/pdf
编辑： 赖鸿杰 | b**********a
发帖数: 930 | 2 这是个革命性的进步，手机会更小，到处可以安装摄像头，也意味着未来偷偷摄取录像
和隐私侵犯变成毫无障碍 | d**l
发帖数: 23 | |
|
|
|
|
|
|
