宋教授介紹說，具體而言，首先他們定義了一個新的數(shù)字電路基本元件：光子場效應(yīng)管(PET)。PET具有兩電極結(jié)構(gòu)，甚至簡單于CMOS數(shù)字圖像傳感器像素中的一個場效應(yīng)管放大器，但是PET卻能實現(xiàn)光強(qiáng)傳感和放大雙重功能。也就是說，PET以一個異常簡單的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)卻能實現(xiàn)數(shù)字圖像傳感器像素中光電二極管，場效應(yīng)管放大器的綜合像素功能，進(jìn)而為簡化數(shù)字圖像傳感器結(jié)構(gòu)打下了堅實的基礎(chǔ)。在定義PET的基礎(chǔ)上，他們利用電子束光刻以及半導(dǎo)體納米柱自然生長的綜合方法，制備出三維PET納米像素陣列，進(jìn)一步縮小了像素平面面積的大小。另外他們巧妙的利用了納米材料表面修飾，以及納米半導(dǎo)體陣列與金屬電極之間的肖特基勢壘，極大的降低了傳感器噪音。納米半導(dǎo)體材料加上三維的器件結(jié)構(gòu)，使得這一新型數(shù)字圖像傳感器的分辨率大幅度超越當(dāng)前數(shù)字圖像傳感器極限，將最高分辨率從1微米直接降到50納米。如果按當(dāng)前流行的全幅相機(jī)傳感器尺寸為標(biāo)準(zhǔn)，如果采用這一新型數(shù)字圖像傳感器技術(shù)，全幅傳感器將擁有驚人的3000多億像素，是現(xiàn)在傳感器的10000倍。

這一超高分辨率將對圖像信息存儲，超分辨顯微技術(shù)，光與物質(zhì)相互作用，以及光子計算機(jī)等一系列重要的技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的影響。研究團(tuán)隊下一步將在這一新型傳感器基礎(chǔ)上，研究全帶寬相應(yīng)，即全彩色，高響應(yīng)速度的超高精度數(shù)字圖像傳感器，并進(jìn)一步以此為基礎(chǔ)推進(jìn)其在基礎(chǔ)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

20世紀(jì)后半頁以來，半導(dǎo)體技術(shù)的興起，引發(fā)人類社會第三次技術(shù)革命，數(shù)字化技術(shù)席卷眾多領(lǐng)域。在圖像記錄領(lǐng)域，數(shù)字圖像傳感器，以CCD(Charge-coupled Device，電荷耦合器件)和CMOS(Complementary metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)為代表，迅速發(fā)展，并于21世紀(jì)初迅速替代絕大部分以膠片為載體的圖像信息記錄技術(shù)。

最近隨著微電子集成技術(shù)的發(fā)展，CMOS逐漸占據(jù)市場主體，廣泛應(yīng)用于民用，工業(yè)等廣泛領(lǐng)域，據(jù)美國權(quán)威市場調(diào)研公司IC Insights 報告，2015年僅CMOS這一主流數(shù)字圖像傳感器的民用市場銷售額將突破100億美金。