复旦大学“青鸟”构建半导体器件在强辐射环境下稳定运行

2024年,中国的科研团队在空间抗辐射通信技术方面有了重大突破。在广阔无垠的宇宙中,我们探索未知的同时,也要承受严峻的考验。航天器面临的高能粒子和宇宙射线的侵蚀,使得电子系统在太空中一旦失效就难以修复。为了让承载着“太空智能”的半导体器件能在强辐射环境下稳定运行,我们需要找到有效的解决方案。过去,传统抗辐射技术主要依赖物理屏蔽和电路冗余设计,但这些方法会给航天器增加体积、重量和功耗。面对这个世界性难题,复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室和微纳电子创新学院的团队提出了一个创新性的构想。他们认为可以通过原子层级厚度的二维材料来构建半导体器件,从而实现对空间辐射的“免疫”。这个构想为研制下一代轻量化、高可靠的空间电子系统指明了方向。为了把这个构想变成现实,“青鸟”原子层半导体抗辐射射频通信系统应运而生。它利用了二维材料天然特性,实现了小尺寸、低功耗和高抗辐射能力的统一。在2024年9月,“青鸟”系统搭载于“复旦一号”卫星成功入轨运行九个月。在这个过程中,“青鸟”系统稳定工作并成功验证了其在太空环境下的可靠性和通信能力。这个实践不仅填补了该领域研究空白,还象征着科学探索与人文精神的交融。复旦大学这个突破性研究成果得益于团队长期致力于集成电路前沿探索所积累的深厚学术基础。在过去一年内,“青鸟”项目团队已经在国际顶级期刊上发表了多项重要成果。这个成果不仅提供了应对空间辐射挑战的新方案提升我国核心竞争力还对未来智能化航天系统建设具有奠基意义。它证明了自主创新和挑战经典范式是我国科技事业不断进步的根本动力。作为中国科研工作者我们正以坚实步伐建设航天强国和科技强国书写新篇章。 2024年9月,“青鸟”作为重要载荷搭载在“复旦一号”卫星发射入轨运行九个月后稳定工作。这个实践不仅验证了其在真实空间辐射环境下可靠性还证实了原子层材料抗辐射理论可行性并填补了该领域研究空白。 周鹏教授带领团队从材料筛选到系统集成与测试完成了跨越并最终成功研制出“青鸟”系统核心优势在于利用原子层二维材料实现优异通信性能同时实现小尺寸低功耗高抗辐射能力统一 复旦大学“青鸟”探空工程打破了传统抗辐射技术依靠物理屏蔽与电路冗余设计给航天器增加体积重量功耗无法适应当今轻量化智能化低成本发展趋势的局限独辟蹊径转向材料科学微观前沿深刻理解粒子辐射损伤机制提出利用原子层级厚度二维材料构建半导体器件从物理本源上实现辐射效应最小化积累达成“空间辐射免疫” 这个构想在理论层面为研制下一代高可靠轻量化空间电子系统指明全新路径团队历经数年攻关从基础理论到工程实现跨越 为提升我国在航天关键元器件领域核心竞争力奠定坚实基础有力推进我国航天强国科技强国建设进程 研究成果得益于团队长期致力于集成电路前沿探索所积累深厚学术基础过去一年内已在《自然》《科学》等国际顶级期刊连续发表多项重要成果体现了持续创新能力 面对浩瀚宇宙中无处不在高能粒子与宇宙射线长期严重制约航天器在轨寿命可靠性电子系统一旦失效无法维修损失如何让承载“太空智能”半导体器件在强辐射环境下稳定运行成为世界航天科技发展必须攻克关键瓶颈 面对这一世界性难题复旦大学集成电路与微纳电子创新学院研究团队独辟蹊径转向材料科学微观前沿深刻理解粒子辐射损伤机制提出利用原子层级厚度二维材料构建半导体器件从物理本源上实现辐射效应最小化积累达成“空间辐射免疫” 这次任务还承载独特人文情怀卫星存储并传输复旦大学校歌信号悠扬旋律与先进科技一同翱翔寰宇象征科学探索与人文精神交相辉映 这项突破性研究不仅为应对空间辐射挑战提供具有自主知识产权新型技术方案有力提升我国在航天关键元器件领域核心竞争力更对未来实现高效“天基计算”(天数天算)构建下一代智能化航天系统具有重要奠基意义 它再次证明面向世界科技前沿与国家重大需求坚持自主创新敢于挑战经典范式是我国科技事业不断取得进步根本源泉仰望星空脚踏实地中国科研工作者正以坚实步伐在建设航天强国科技强国征程上不断书写新篇章。