化工仪器网手机版
移动端访问更便捷
我国科学家首次实现基于二维电子器件与系统的在轨验证
2026年01月29日 11:32:43
来源：化工仪器网 作者：杨 点击量：4871
复旦大学集成电路与微纳电子创新学院副教授马顺利、教授周鹏团队研制的“青鸟”原子层半导体抗辐射射频通信系统，依托“复旦一号(澜湄未来星)”卫星平台，在国际上首次实现基于二维电子器件与系统的在轨验证
当我们仰望星空，想象着卫星在轨道上静谧飞行时，很少会意识到，这些太空设备正时刻承受着来自宇宙深处的高能粒子轰击。这些肉眼看不见的辐射，恰恰是人类太空探索中最隐蔽而致命的挑战之一。然而，现实往往比想象更为严峻：随着卫星功能的日益复杂，对电子系统的要求呈指数级增长，而传统硅基电子器件在太空辐射面前的脆弱性，已成为制约深空探测与空间技术发展的关键瓶颈。
在此背景下，空间电子系统的抗辐射能力显得尤为重要。无论是通信卫星、科学探测卫星，还是未来的深空载人任务，电子系统的可靠性直接决定了任务的成败。然而，传统解决方案往往面临两难困境：要么增加厚重的物理屏蔽层导致载荷重量剧增，要么采用特殊工艺制造抗辐射芯片，但成本高昂且性能提升有限。如何在极端太空环境中实现电子系统的高性能、高可靠与轻量化，成为全球航天科技界亟待攻克的难题。
复旦大学集成电路与微纳电子创新学院副教授马顺利、教授周鹏团队研制的“青鸟”原子层半导体抗辐射射频通信系统，依托“复旦一号(澜湄未来星)”卫星平台，在国际上首次实现基于二维电子器件与系统的在轨验证，奠定了二维电子系统在前沿空间任务中的独特竞争力，并开辟了“原子层半导体太空电子学”的创新领域。
实验数据表明，“青鸟”系统在太空辐射环境下表现出了卓越的稳定性和可靠性，其核心器件在经历高能粒子轰击后，性能衰减幅度远低于传统硅基器件。传统三维半导体材料中，高能粒子撞击会产生贯穿多个原子层的损伤轨迹，就像子弹穿过砖墙留下一条破坏通道。而二维原子层材料的厚度仅相当于单层砖，粒子撞击只能产生局部、可控的微小缺陷，这些缺陷对器件整体性能的影响微乎其微。可以说，二维材料以其“薄到极致”的特性，将辐射损伤的“面攻击”转化为了可承受的“点攻击”。
这项成果的深远意义在于它同时解决了多个维度的问题。从技术层面看，它证明了一种全新抗辐射技术路径的可行性；从科学层面看，它奠定了二维电子系统在前沿空间任务中的独特竞争力；更令人振奋的是，它开创了一个全新的交叉学科领域——“原子层半导体太空电子学”。这一领域将二维材料科学、半导体物理学与空间环境工程紧密结合，为未来的太空科技发展提供了全新的理论基础和技术框架。
展望未来，这项突破性研究将可能引发连锁反应。轻量化、高性能的抗辐射电子系统将使更小、更智能的卫星成为可能，大幅降低太空任务的成本门槛。在深空探测领域，这类技术将为火星、木星乃至更遥远星球的探测任务提供关键技术支持。更重要的是，它打开了一扇通往“原子级精确”太空电子学的大门，未来科学家或许能够像搭积木一样，通过堆叠不同功能的原子层材料，定制出适应各种极端太空环境的专用电子系统。
相关研究成果Radiation-tolerant atomic-layer-scale RF system for spaceborne communication发表于国际期刊《自然》(nature)。
参考来源：中国科学报
相关阅读 Related Reading
查看更多+-
第十四届武汉科教装备展今日在光谷开幕，以“科教创新 共建支点”为主题，汇聚300 家中外企业参展。展会聚焦生命科学、实验室装备与数...2026-04-16 17:08:38
-
明日启幕！2026武汉科教装备展蓄势待发 中部科教盛宴即将上演
明日，第十四届武汉国际科教仪器与技术装备展览会将在光谷科技会展中心启幕。作为中部重要科教装备商贸平台，展会聚焦实验室、生命科学、数...2026-04-15 16:03:49 -
云南省科技厅对“云南省智能控制与应用重点实验室”等14家省重点实验室进行了验收，均获相应经费补助。2026-04-15 14:39:56
-
作为国内智慧实验室领域的国家级高新技术企业，四川衍致凭借其20余年的行业经验和深厚的技术积累，在此次展会上展示了其实验室安全系统改...2026-04-14 17:31:05
-
第七届中国实验室发展大会将于2026年5月29日—30日在中国国家会议中心（二期）举办。本次大会将设置一个主论坛和八个分论坛，探讨...2026-04-09 08:57:37
-
工信部等九部门印发物联网产业创新发展行动方案，明确2028年核心发展目标，从技术、网络、数据、安全等多方面部署任务。该政策将赋能智...2026-04-07 15:25:53
版权与免责声明
- ①凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- ②本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- ③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
