通信係統對人造衛星來說至關(guan) 重要，但其平均壽命僅(jin) 有數年。這是因為(wei) 太空充滿著宇宙射線的“槍林彈雨”，會(hui) 造成通信係統使用的半導體(ti) 電子器件性能損傷(shang) 。

　　為(wei) 應對這一問題，複旦大學周鵬、馬順利團隊成功研發“青鳥”原子層半導體(ti) 抗輻射射頻通信係統（以下簡稱“青鳥”係統），不僅(jin) 將衛星通信係統的理論在軌壽命延長到271年，也把能耗降低到傳(chuan) 統方案的五分之一，重量更是“瘦身”到原來的十分之一左右，並有望將人造衛星的使用年限由3年左右提升至20—30年。

　　“青鳥”係統使用的4英寸原子層半導體(ti) 抗輻射射頻通信芯片。圖片來源：複旦大學

　　近期，“青鳥”係統依托“複旦一號”衛星平台進入太空，在國際上首次實現了二維電子器件與(yu) 係統的“超長壽命”“超低功耗”實地在軌驗證。北京時間1月29日淩晨，《自然》在線發表了該成果。

　　周鵬教授介紹，傳(chuan) 統的半導體(ti) 器件想要在太空中正常使用，要麽(me) 增加半導體(ti) 的部件，例如把原先的一個(ge) 部件增加到十個(ge) ，即使一個(ge) 壞了，還有九個(ge) 可以繼續工作。要麽(me) 就是給半導體(ti) 加一個(ge) 金屬材質的保護殼，將宇宙射線的粒子盡可能擋在外麵。但這兩(liang) 種方案都未能提升器件本身的抗輻射性能，不僅(jin) “治標不治本”，還會(hui) 大幅增加重量、體(ti) 積，為(wei) 航天衛星“寸土寸金”且極其有限的載荷空間帶來極大負擔。

　　“青鳥”係統采用的原子層半導體(ti) 巧妙地解決(jue) 了這個(ge) 問題。所謂原子層半導體(ti) ，指的是將半導體(ti) 原子在二維平麵上進行排布，形成隻有一個(ge) 或幾個(ge) 原子厚度的單層膜。當宇宙射線的粒子射向這層膜時，就像光穿過一層超薄的玻璃，幾乎不會(hui) 影響到這層膜本身。這層隻有0.68納米厚度的膜不僅(jin) 本身重量超輕，也無需增加備份部件或是厚重的防護殼，還具有高度節能的特性，為(wei) 常常依賴太陽能或有限星載電池的太空任務提供更多的能源保障。

　　馬順利副教授介紹，通過“複旦一號”，“青鳥”係統在距地球約517公裏的低地軌道上，通過了現實考驗，揭示了該係統在真實宇宙輻射環境下長期工作的穩定性與(yu) 可靠性。“在軌運行9個(ge) 月後，傳(chuan) 輸數據的錯誤率仍低於(yu) 一億(yi) 分之一。”馬順利說。