作为非色散红外（NDIR）气体传感器的核心组件，高性能MEMS红外光源在智慧农业和环境监测等领域展现出巨大的应用潜力。然而，传统MEMS红外光源普遍面临辐射区温度不均匀、能耗过高等技术瓶颈。
近期，微电子所健康电子中心毛海央研究员团队取得重大突破，成功开发出一种基于8英寸晶圆级工艺的单片集成红外光源（ANF-IRS）。该技术创新性地引入了铝纳米颗粒修饰的纳米森林（ANFs）作为高发射率辐射层，显著提升了设备在特定目标波长的红外辐射性能。研究团队通过微加热器结构的迭代优化设计，有效解决了传统光源温度分布不均的问题，在大幅降低能耗的同时显著提高了工作效率。
这款创新红外光源已成功应用于集成化NDIR检测系统，能够在温室环境中实时监测植物光合作用与呼吸作用导致的气体浓度变化，为智慧农业提供了低能耗的全新硬件支持。
相关研究成果已发表在国际知名期刊Energy & Environmental Materials上，论文题为"An Ultra-Low-Power and High-Temperature-Homogeneity Wafer-Scale Infrared Source"微电子所博士研究生张起睿为该论文第一作者，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担任通讯作者。
此项研究获得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资助支持。
图1 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
