1月29日这天,2024年的中国北京,复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室和集成电路与微纳电子创新学院里,周鹏教授带着马顺利研究员团队,给世界带来了个大惊喜。他们造出来的“青鸟”原子层半导体抗辐射射频通信系统,直接上了国际顶级学术期刊《自然》主刊。 为啥要搞这个?因为去太空的航天器好比人的身体,那里面的电子系统就像神经和血管一样重要。可太空中的辐射环境特别恶劣,到处都是高能粒子和宇宙射线,经常把电子器件弄坏。这种情况在深空中根本没法修,成了制约人类活动范围的大麻烦。面对这个世界性难题,咱们的科学家另辟蹊径,从材料源头入手搞了个原创成果。 传统的做法是在外面加屏蔽层或者给电路留备用,“青鸟”团队却不想走老路。他们深入研究了原子层半导体这种新材料的辐射免疫机制,想通了原理就好办事。这个系统可不是简单的改进,而是开创了一个叫“原子层半导体太空电子学”的全新领域。 光有理论还不行,得在真空中试试才知道行不行。2024年9月24日,带着“青鸟”系统的“复旦一号”卫星发射升空了,正好在9月24日这天飞到了天上。从发射到9月份这整整九个月里,“青鸟”一直稳稳当当运行着。特别有意思的是,他们还把复旦大学校歌的原始手稿存进了系统里,成功地从卫星传到了地面。这不仅仅是为了测试技术能不能行,也代表了科研中的人文关怀。 实测结果显示,“青鸟”表现非常出色。它传输数据的误码率特别低,跑了九个月之后精度还是保持在10的负8次方这么高。就算换个辐射更强的地球同步轨道环境,“青鸟”能活大约271年之久,这比老一代的硅基系统强太多了。而且这套设备的电耗也小得吓人,只有老设备的五分之一左右,既省电又长寿,刚好符合现在航天器要“轻、省、长”的发展方向。 这项成果的意义可不单单是造了个好通信模块那么简单。它从半导体材料这个最底层出发,给解决太空辐射问题找到了一条新路。一旦成功了,以后就能造出从芯片到整个系统都不怕辐射的太空设备。“青鸟”在天上的成功运行,是咱们国家在太空科技基础研究上的一个大标志。 周鹏教授和马顺利研究员他们展示了中国科研团队在搞核心技术方面的本事和实力。这也给咱们未来造那些自主可控、性能高、靠得住的太空基础设施多了一个选项。往后看,这种基于原子层半导体的抗辐射技术肯定会在支撑下一代卫星互联网星座建设、进行深空探测甚至未来建地外基地的时候发挥大作用。 这项突破就像“青鸟”名字寓意的信使一样,传递出中国航天电子技术要往更深、更远、更可靠方向发展的决心信号。这也是咱们为全球太空探索贡献的中国智慧和中国方案。(本文根据复旦大学和《自然》期刊发布的科研信息整理)