在人类探索宇宙的征程中，宇宙辐射始终是电子器件面临的最大挑战之一。高能粒子和宇宙射线无处不在，它们会逐渐侵蚀航天器上的电子设备，导致性能退化甚至完全失效。由于太空环境无法进行现场维修，传统抗辐射方案往往通过增加屏蔽层或采用冗余电路来提升可靠性，但这些方法会显著增加设备体积、重量和功耗，给航天任务带来沉重负担。
复旦大学周鹏、马顺利团队另辟蹊径，从材料本质特性出发，提出了一项颠覆性解决方案。他们发现，当半导体材料厚度缩减至单原子层级时，高能粒子会像穿过透明玻璃般直接穿透，几乎不会造成累积损伤。基于这一原理，团队采用二硫化钼这种二维材料，设计出全球首个原子层半导体抗辐射射频通信系统——"青鸟"系统。该系统实现了4英寸晶圆级流片，能够应用于星载通信领域。
2024年9月24日，搭载"青鸟"系统的"复旦一号"卫星在山东成功发射，进入距地球517公里的低地球轨道。为验证系统性能，团队将复旦大学校歌原始手稿存入存储器，完成了以校歌为信号的太空通信传输测试。经过卫星天线发射和地面站解码，信号复原准确率达到100%。经过9个月在轨运行，系统数据传输误码率始终低于10-8，充分证明了其优异的抗辐射性能和稳定性。
实验数据显示，即使在辐射强度更高的地球同步轨道，"青鸟"系统的理论在轨寿命可达271年，是传统硅基系统的100倍，而功耗却降低至五分之一以下。这种超长寿命和超低功耗的特性，使其成为深空探测、高轨卫星和星际通信等任务的理想选择。研究团队形象地比喻："传统抗辐射方案就像给电子设备穿上厚重的盔甲，而我们的技术则是让设备本身变得'刀枪不入'。"
这项突破性成果的背后，是团队长达四五年的技术攻关。面对原子层半导体领域缺乏成熟设计工具的困境，研究人员不仅需要解决材料生长和晶体管制造等工艺难题，还自主开发了专用半导体设计工具。从基础材料研究到太空验证，该团队成为国内首个实现全栈技术自主创新的科研力量。
国际权威期刊《自然》评价称，这项研究填补了二维电子器件空间在轨验证的空白，为构建高可靠、轻量化的太空电子系统开辟了新路径。二维材料独特的抗辐射特性，使其有望从实验室走向航天工程应用，加速推动新一代太空电子技术的发展。目前，研究团队正在探索将该技术应用于核聚变探测领域，原子层半导体的抗辐射能力可能使其成为监测核反应堆核心区的理想"电子眼"。
