半导体是当代绝大大宗电子器件的中枢基础材料‌，而当半导体的厚度达到原子层，竟不错径直“无视”来自外天外的辐射！

由复旦大学周鹏、马凯旋团队研制的“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，在海外上初次杀青二维半导体（即原子层半导体）抗辐射射频通讯系统的在轨考据。通俗说，往时需要数公斤保护层的天外通讯系统，今后在一枚“裸奔”的原子层半导体芯片上就能杀青，同期使用寿命还大大蔓延，这无疑为东谈主类的天外探索增添了新利器。

今天（1月29日）凌晨，有关遵循以《面向星载通讯的原子层级抗辐射射频系统》为题发表在海外顶刊《当然》上。

4英寸原子层半导体抗辐射射频通讯芯片。

寿命升迁100倍，功耗降至五分之一以下

东谈主类探索天外世界的最大“敌东谈主”，等于那些遥远蕴蓄、会让电子器件报废的世界辐射。 

在广袤世界中，高能粒子、世界射线无处不在，它们会导致航天器电子器件性能退化，最终无法使用。一朝电子系统在天外中失效，简直无法维修。

“对星载电子通讯系统而言，天外有免费的太阳能，也不需要大地那样广大的制冷系统，但抗辐射是绕不开的。”论文通讯作家、复旦大学集成电路与微纳电子立异学院解说周鹏告诉记者，现在主流的抗辐射决策，如增多屏蔽层或禁受冗余加固电路，虽能升迁可靠性，却也带来了体积增大、分量高潮、功率攀升等代价。而在航天范围，一公斤载荷的辐射成本频频高达数万元。

传统时代范式下，这个问题简直无解。复旦团队则提倡了一种反向念念考：既然“穿盔甲”不灵了，何不诳骗物老自己的特质？基于粒子辐射效应的表面推导，团队发现，当材料薄至单原子层级时，高能粒子会像穿过透明玻璃相似径直穿透，简直不产生累积毁伤。为了阐述这一旨趣，周鹏还征引了一句古诗——“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野心出了抗辐射射频通讯系统，即“青鸟”系统，并杀青了4英寸晶圆级流片，梗概应用于星载通讯。2024年9月24日，搭载着“青鸟”系统的“复旦一号”卫星在中国山东辐射起飞，参加距地球约517公里的低地球轨谈。

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团队有益将复旦大学校歌的原始手稿相片存入“青鸟”系统的存储器中，并完成了以“复旦大学校歌”为信号的天外星内通讯传输，临了经卫星天线辐射并复返大地站解码后，“复旦大学校歌”信号回应准确无误。

在轨开动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褂讪性。而即使在辐射环境更为恶劣的地球同步轨谈（GEO）上，系统的表面在轨寿命瞻望可达271年，较传统硅基系统升迁100倍，功耗却镌汰至传统系统的五分之一以下。

超长命命与超低功耗，使其成为深空探伤、高轨卫星、星际通讯等前沿天外任务的梦想聘请。

二维材料有望从实验室走向天外探索

这项遵循是复旦团队历时四五年动须相应的结晶。

靠近原子层半导体这一新兴范围零落熟习野心器具的窘境，团队不仅要攻克材料和工艺的艰辛，甚而还要自主成立半导体野心器具。

“从材料滋长、晶体管理造，到芯片野心、系统集成，再到临了的天外考据，咱们是国内唯独杀青全栈时代自研的团队。”论文通讯作家、复旦大学集成电路与微纳电子立异学院副解说马凯旋说。

“好的科研，不应该是别东谈主作念3.1、你作念3.2的重迭职业，而应该是开导一个能眩惑寰球布局的新航线。”周鹏谈到，团队从粒子辐射毁伤的物理机制启航，揭示了原子层级材料的辐射免疫机制，不仅填补了二维电子器件空间在轨考据的空缺，更有望开导“原子层半导体天外电子学”这一立异范围。这一打破不仅标记着东谈主类向构建高可靠、轻量化天外电子系统迈出要津一步，更有望成为二维材料从实验室走向航天高价值应用的催化剂，加快二维材料走向工程践诺。

面向改日，团队正探索将该时代引入核聚变探伤范围。原子层半导体的抗辐射特质让它有望成为参加核反馈堆中枢区的“电子眼”。