在太空探索领域，电子器件的抗辐射能力始终是制约技术发展的关键难题。复旦大学周鹏、马顺利团队近日取得重大突破，其研发的“青鸟”原子层半导体抗辐射射频通信系统，依托“复旦一号”卫星完成国际首次在轨验证，为太空电子系统开辟了全新路径。
传统抗辐射方案依赖增加屏蔽层或冗余电路设计，但这类方法导致航天器重量激增、功耗攀升。以卫星通信系统为例，过去需数公斤保护层才能抵御宇宙辐射，而复旦团队通过逆向思维，将目光投向材料本身的特性。研究发现，当半导体材料厚度缩减至单原子层级时，高能粒子会如穿过透明介质般直接穿透，几乎不造成累积损伤。这一发现颠覆了传统防护理念，为解决太空辐射难题提供了全新思路。
基于二硫化钼单层原子结构，团队研制出4英寸晶圆级抗辐射射频芯片，并构建完整的“青鸟”通信系统。2024年9月，该系统随“复旦一号”卫星升空，在距地球517公里的低轨道开展长期测试。实验中，团队将复旦大学校歌原始手稿数据存入芯片存储器，通过星内通信传输后由地面站解码，最终实现信号零误差复现。经过9个月在轨运行，系统数据传输误码率低于十亿分之一，在辐射强度更高的地球同步轨道理论寿命可达271年，较传统硅基系统提升两个数量级，同时功耗降至原有五分之一。
这项突破源于团队对全技术链条的掌控。面对原子层半导体领域设计工具缺失的现状，研究人员自主开发了从材料生长、晶体管制造到系统集成的全套技术体系。项目负责人指出，科研创新不应局限于渐进式改进，而要开辟具有全球影响力的新方向。通过解析粒子与原子层材料的相互作用机制，团队不仅填补了二维电子器件空间验证的空白，更可能催生“原子层半导体太空电子学”这一新兴领域。
该技术的工程价值已引发多领域关注。在深空探测场景中，超长寿命与低功耗特性可显著降低任务成本；核聚变研究领域则看中其抗辐射能力，计划将其作为探测反应堆核心区的关键电子元件。随着二维材料从实验室走向实际应用，这场由单原子厚度引发的技术革命，正在重塑人类探索宇宙的技术边界。
