中科院微电子所在高性能MEMS红外光源研究中取得进展

基于8英寸晶圆级工艺的红外光源及其纳米森林辐射层材料

作为非色散红外(NDIR)气体传感器的核心部件，高性能MEMS红外光源在智慧农业、环境监测等领域具有重要的应用价值。现有的MEMS红外光源普遍存在辐射区温度均匀性差、功耗高等瓶颈问题。近日，中国科学院微电子研究所健康电子中心毛海央研究员团队提出了一种基于8英寸晶圆级工艺的单片集成红外光源(ANF-IRS)结构，通过引入Al纳米颗粒修饰的纳米森林(ANFs)作为高发射率辐射层，显著提升了器件在目标波长的红外发射能力。研究团队结合微加热器几何形状的迭代优化设计，有效解决了传统光源温度分布不均的问题，在大幅降低功耗密度的同时显著提高了运行效率 。所研制的光源已成功应用于集成化NDIR检测系统，在温室环境下实现了对植物光合与呼吸作用致气体浓度波动的实时监测，为智慧农业提供了低功耗的新型硬件支撑。

基于上述成果的研究论文“An Ultra-Low-Power and High-Temperature-Homogeneity Wafer-Scale Infrared Source”发表在国际著名期刊Energy & Environmental Materials上。微电子所博士研究生张起睿为该文章的第一作者，健康电子中心毛海央研究员、先导中心周娜高级工程师以及复旦大学李文武教授为该文章的通讯作者。

该项研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和中国科学院青促会项目等的支持。

审核编辑 黄宇