半导体异质结、超晶格、低维量子结构和纳米晶粒及原子团簇等材料与器件的独特能带特性、电子状态、电场作用的载流子输运和量子输运，光照载流子跃迁产生的吸收与发射特性等是现代科学技术发展极为重要的研究前沿。研究新原理、超高灵敏光电传感器并进行读出、封装和显示是国家不断提升全空无源探测预警系统中涉及国家安全的战略高技术迫切需求的高性能光电传感器的主流发展方向，具有巨大科学意义和战略地位。主要发明点： 发明点1:原创了半导体 III-V 族纳米器件结构的新物理现象、采用多种量子效应实现完全不同于雪崩倍增效应的新量子倍增机制、外量子效益大于1的超水平化合物半导体光电探测器。核心专利1，其它证明材料1-4，28。 发明点2:标定出极弱光下高量子倍增效率和较宽探测波段(420nm-900nm)的新原理光电探测器的光电响应特性：300K条件下，探测率约为2.73A/W，量子效率达到534.79%。提取器件本征特性参数，研究建立低维量子结构光电器件等效电路模型。针对设计增益可调电容跨阻放大器型(CTIA)读出、自积分读出和BGMI等读出电路芯片。双面封装设计获得64元新原理探测阵列。室温条件下，633nm激光强度0.01pW，光斑直径10um，积分时间80.2us，读出电压响应率5.8E+11V/W。累计授权发明专利15项。核心专利2，其它证明材料5-7，16-18，25-27。 发明点3:设计先进的芯片倒装互连方案，自主开发电镀制备读出电路芯片铟凸点阵列，双面湿法腐蚀工艺制作硅转接板硅通孔(TSV)、"槽内制孔"进一步减小TSV尺寸；发明"一孔四线"互连结构增加TSV互连密度；重点研究晶圆间倒装互连膨胀系数差引起的应力造成圆片翘曲、再布线技术中电镀铜内缺陷形成机理、铟的UBM扩散与相变等可靠性问题，实现64元高灵敏度光电探测线列与读出电路芯片双面互连。累计授权发明专利15项，受理国际发明专利三项。核心发明专利3，其它证明材料8-11，19-20。建立"重布线/嵌入式圆片级封装技术及高密度凸点技术研发及产业化"服务平台，为国内封装企业提供设计技术服务。获得经济效益13190万元，见主要应用与经济效益2。 发明点4:携手上海广照光电科技有限公司，设计以两个64元高灵敏度光电传感器芯片为核心部件，1分2石英光纤分别采集350-675nm和675-1000nm两个波段的光谱信号，形成的128元微型光谱仪样机展示于2012年上海工博会。相关技术获得经济效益1800万。主要效益与经济证明1，3，4和6，其它证明材料23，29。进一步设计Cortex-M4微控制器组合STM32F407主控芯片（含MCU）和液晶显示，Wi-Fi无线网络接口及PC软件完成数据处理、滤波、光谱显示及人机交互等多项技术为一体嵌入式便携式高灵敏度光谱仪样机。该技术已经服务多家公司,获得经济效益超100万。主要应用与经济效益3。 发明点5：高灵敏度光电传感器微型光谱仪结合显微超光谱成像系统，荧光和微区光谱实验分别证明新原理探测器光谱仪比进口的海洋光学的科研级光谱仪和NOVA光谱仪灵敏度更高，特别是在700-900nm波段。显微光谱仪技术已经在复享科技产生效益近200万。主要应用与经济效益5，其它证明材料12-15，21-22和24。