半导体是现代绝大大都电子器件的焦点基础质料?，，，，，，，，而当半导体的厚度抵达原子层，，，，，，，，竟可以直接“无视”来自外太空的辐射！
由复旦大学周鹏、马顺遂团队研制的“青鸟”原子层半导体抗辐射射频通讯系统，，，，，，，，依托“复旦一号”卫星平台，，，，，，，，在国际上首次实现二维半导体（即原子层半导体）抗辐射射频通讯系统的在轨验证。 。 。 。。 。。。简朴说，，，，，，，，已往需要数公斤� ；；；； ； ；；；げ愕奶胀ㄑ断低�，，，，，，，，以后在一枚“裸奔”的原子层半导体芯片上就能实现，，，，，，，，同时使用寿命还大大延伸，，，，，，，，这无疑为人类的太空探索增添了新利器。 。 。 。。 。。。
今天（1月29日）破晓，，，，，，，，相关效果以《面向星载通讯的原子层级抗辐射射频系统》为题揭晓在国际顶刊《自然》上。 。 。 。。 。。。
4英寸原子层半导体抗辐射射频通讯芯片。 。 。 。。 。。。
寿命提升100倍，，，，，，，，功耗降至五分之一以下
人类探索太空天下的最大“仇人”，，，，，，，，就是那些恒久积累、会让电子器件报废的宇宙辐射。 。 。 。。 。。。
在众多宇宙中，，，，，，，，高能粒子、宇宙射线无处不在，，，，，，，，它们会导致航天器电子器件性能退化，，，，，，，，最终无法使用。 。 。 。。 。。。一旦电子系统在太空中失效，，，，，，，，险些无法维修。 。 。 。。 。。。
“对星载电子通讯系统而言，，，，，，，，太空有免费的太阳能，，，，，，，，也不需要地面那样重大的制冷系统，，，，，，，，但抗辐射是绕不开的。 。 。 。。 。。。”论文通讯作者、复旦大学集成电路与微纳电子立异学院教授周鹏告诉记者，，，，，，，，现在主流的抗辐射计划，，，，，，，，如增添屏障层或接纳冗余加固电路，，，，，，，，虽能提升可靠性，，，，，，，，却也带来了体积增大、重量上升、功率攀升等价钱。 。 。 。。 。。。而在航天领域，，，，，，，，一公斤载荷的发射本钱往往高达数万元。 。 。 。。 。。。
古板手艺范式下，，，，，，，，这个问题险些无解。 。 。 。。 。。。复旦团队则提出了一种反向思索：既然“穿盔甲”不灵了，，，，，，，，何倒运用物质自己的特征？？ ？ ？？基于粒子辐射效应的理论推导，，，，，，，，团队发明，，，，，，，，当质料薄至单原子层级时，，，，，，，，高能粒子会像穿过透明玻璃一样直接穿透，，，，，，，，险些不爆发累积损伤。 。 。 。。 。。。为了说明这一原理，，，，，，，，周鹏还援引了一句古诗——“他强由他强，，，，，，，，清风拂山岗。 。 。 。。 。。。”
团队基于单层原子厚度的二硫化钼设计出了抗辐射射频通讯系统，，，，，，，，即“青鸟”系统，，，，，，，，并实现了4英寸晶圆级流片，，，，，，，，能够应用于星载通讯。 。 。 。。 。。。2024年9月24日，，，，，，，，搭载着“青鸟”系统的“复旦一号”卫星在中国山东发射升空，，，，，，，，进入距地球约517公里的低地球轨道。 。 。 。。 。。。
团队专门将复旦大学校歌的原始手稿照片存入“青鸟”系统的存储器中，，，，，，，，并完成了以“复旦大学校歌”为信号的太空星内通讯传输，，，，，，，，最后经卫星天线发射并返回地面站解码后，，，，，，，，“复旦大学校歌”信号回复准确无误。 。 。 。。 。。。
在轨运行9个月后，，，，，，，，“青鸟”系统传输数据的误码率仍低于10-8，，，，，，，，展现了其优异的抗辐射性和稳固性。 。 。 。。 。。。而纵然在辐射情形更为卑劣的地球同步轨道（GEO）上，，，，，，，，系统的理论在轨寿命预计可达271年，，，，，，，，较古板硅基系统提升100倍，，，，，，，，功耗却降低至古板系统的五分之一以下。 。 。 。。 。。。
超长寿命与超低功耗，，，，，，，，使其成为深空探测、高轨卫星、星际通讯等前沿太空使命的理想选择。 。 。 。。 。。。
二维质料有望从实验室走向太空探索
这项效果是复旦团队历时四五年厚积薄发的结晶。 。 。 。。 。。。
面临原子层半导体这一新兴领域缺乏成熟设计工具的逆境，，，，，，，，团队不但要攻克质料和工艺的难题，，，，，，，，甚至还要自主开发半导体设计工具。 。 。 。。 。。。
“从质料生长、晶体管制造，，，，，，，，到芯片设计、系统集成，，，，，，，，再到最后的太空验证，，，，，，，，我们是海内唯一实现全栈手艺自研的团队。 。 。 。。 。。。”论文通讯作者、复旦大学集成电路与微纳电子立异学院副教授马顺遂说。 。 。 。。 。。。
“好的科研，，，，，，，，不应该是别人做3.1、你做3.2的重复劳动，，，，，，，，而应该是开发一个能吸引全球结构的新航路。 。 。 。。 。。。”周鹏谈到，，，，，，，，团队从粒子辐射损伤的物理机制出发，，，，，，，，展现了原子层级质料的辐射免疫机制，，，，，，，，不但填补了二维电子器件空间在轨验证的空缺，，，，，，，，更有望开发“原子层半导体太空电子学”这一立异领域。 。 。 。。 。。。这一突破不但标记着人类向构建高可靠、轻量化太空电子系统迈出要害一步，，，，，，，，更有望成为二维质料从实验室走向航天高价值应用的催化剂，，，，，，，，加速二维质料走向工程现实。 。 。 。。 。。。
面向未来，，，，，，，，团队正探索将该手艺卓越芯创科技有限公司引入核聚变探测领域。 。 。 。。 。。。原子层半导体的抗辐射特征让它有望成为进入核反应堆焦点区的“电子眼”。 。 。 。。 。。。