中国科学技术大学孙海定教授领衔的IGaN实验室携手武汉大学、浙江大学及剑桥大学的研究团队，在《自然光子学》期刊上绽放科研之光——他们成功研制出全球首款微型紫外光谱仪，并实现革命性的片上光谱成像技术。这项突破性成果犹如在光谱探测领域点亮了一盏明灯，其核心在于创新性地采用GaN基级联光电二极管架构，如同精密的分子探针，与深度神经网络算法珠联璧合，最终实现了光谱探测精度与多光谱成像分辨率的双重飞跃。该器件展现出惊人的纳秒级响应速度，一举刷新了微型光谱仪的世界纪录。传统光谱成像技术如同笨重的机械巨人，依赖衍射光栅和机械扫描的"老式舞步"，在便携性与集成性方面步履蹒跚。尤其在深紫外/紫外这一生物制药与分子检测的"黄金波段"，科研人员长期面临着技术荒漠的困境。IGaN实验室匠心独运，设计出由垂直级联非对称P-N二极管构成的创新结构，宛如在半导体晶圆上搭建的微型光谱宫殿。通过施加精准的外部偏压，载流子如同训练有素的舞者，演绎出波长依赖的优雅舞姿，实现了电压可调的双向光谱响应。在深度神经网络这位"智慧指挥家"的调度下，设备以约0.62纳米的超高分辨率和<10纳秒的闪电速度，在250-365纳米波段内精准捕捉光信号的每一个细微变化。研究团队将这项技术化身为分子世界的"火眼金睛"，成功对橄榄油、花生油等有机液滴进行空间分辨的单次成像。每个像素点都如同一位忠实的记录员，将波长依赖的光电流信号编织成完整的三维数据图谱。经过神经网络的重构，不同有机物的紫外吸收特征如同指纹般清晰可辨，其空间分布跃然"图"上，为分子识别和食品安全检测开辟了新天地。这项研究不仅开创了微型光谱仪的新范式，更首次将宽带隙氮化物半导体引入该领域。展望未来，通过材料组分与掺杂的精准调控，这种器件结构的工作范围有望从紫外拓展至可见光甚至红外波段。得益于与大规模半导体制造工艺的天作之合，器件尺寸可进一步微缩至亚微米乃至纳米尺度，如同将整个光谱实验室浓缩于方寸之间。预计其生产成本或将降至传统光谱仪的百分之一，这预示着光谱成像技术即将迎来如同硅基CCD/CMOS技术般的产业化春天。

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