耐辐射的微型射频通信系统

通信集成电路凭借其小巧轻便的特点，在太空探索中发挥着关键作用。然而，由于太空高能粒子的严重辐射效应，耐辐射电子电路的实现一直是个难题。本研究通过对星载设备的太空辐射效应观察发现，原子级薄材料原则上预计只会积累极少的辐射诱导损伤。基于此，研究团队利用4英寸晶圆级单层二维二硫化钼（MoS₂）工艺，研制出一种基于原子层晶体管的耐辐射射频（RF，12–18 GHz）系统，该系统包含发射器和接收器，适用于星载通信。为进行在轨实验，这套二维通信系统已成功发射至约517公里的近地轨道。值得注意的是，经过9个月的在轨运行，该系统传输数据的误码率（BER）仍保持在10⁻⁸以下，表明其具备出色的辐射耐受性和长期稳定性。即使在辐射环境更为恶劣的地球同步轨道，该二维通信系统的寿命预计仍可达约271年。这项工作展示了二维电子器件在星载应用中的独特前景。