中国科学技术大学微电子学院孙海定教授领衔的iGaN实验室与武汉大学刘胜院士团队携手，在光谱仪芯片领域取得突破性进展。双方联合研发的微型化紫外光谱仪芯片不仅实现了片上光谱成像功能，更在核心性能指标上达到国际领先水平，相关成果已于近日在国际顶级学术期刊《自然·光子学》在线发表。
该芯片采用新型氮化镓基（GaN）级联光电二极管架构，通过与深度神经网络算法的深度融合，成功突破传统光谱仪在精度与分辨率上的技术瓶颈。研究团队介绍，其光谱响应速度达到纳秒级，创下当前微型光谱仪领域的世界纪录，在紫外波段实现了从探测到成像的全链条技术突破。
技术团队特别强调，该芯片制备工艺与现有半导体制造体系完全兼容。这意味着通过标准光刻工艺，芯片特征尺寸可进一步压缩至亚微米甚至纳米级，在提升成像分辨率的同时，有望将设备成本降至传统方案的百分之一。这种技术特性使其在生物分子检测、有机物分析等需要高通量实时监测的领域具有显著优势。
论文第一作者指出，新型光谱仪芯片的突破性在于实现了"芯片级"解决方案。不同于传统光谱仪需要复杂光学系统的设计，该技术通过半导体工艺直接在晶圆上集成光谱分析功能，就像数码相机通过CCD/CMOS芯片取代胶片一样，将推动光谱成像技术向便携化、集成化方向发展。
据研究团队透露，实验室已开展多场景应用测试。在医疗诊断领域，该芯片可实现对生物标志物的快速识别；在环境监测方面，能够完成对水体、空气中有害物质的实时检测。更值得关注的是，其片上集成特性为可穿戴设备、无人机载光谱仪等新兴应用提供了技术支撑。
该成果发表后，立即引发国际学术界关注。多位权威专家评价，这项研究不仅填补了紫外波段微型光谱仪的技术空白，更通过半导体工艺创新开辟了低成本、高性能光谱成像的新路径。随着制备技术的成熟，未来有望在消费电子、工业检测等领域引发新一轮技术变革。
