一曲悠揚(yáng)的復(fù)旦校歌近日突破星際界限，從距離地球517公里的“復(fù)旦一號(hào)（瀾湄未來(lái)星）”衛(wèi)星傳回地面。這首承載著百年學(xué)府精神的旋律，不僅完成了首次太空傳輸，更驗(yàn)證了我國(guó)自主研發(fā)的原子層半導(dǎo)體抗輻射通信系統(tǒng)的可靠性。這項(xiàng)被國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》評(píng)價(jià)為“開辟新方向”的突破，標(biāo)志著人類在太空電子器件領(lǐng)域邁出關(guān)鍵一步。

在浩瀚宇宙中，高能粒子與伽馬射線構(gòu)成的輻射風(fēng)暴，始終是航天器電子系統(tǒng)的致命威脅。傳統(tǒng)硅基器件如同身披重甲的武士，即便配備多層金屬防護(hù)與冗余備份設(shè)計(jì)，仍難以抵擋長(zhǎng)期輻射侵蝕導(dǎo)致的性能衰退。更嚴(yán)峻的是，太空設(shè)備一旦失效，維修成本與技術(shù)難度均呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，而每千克載荷的發(fā)射費(fèi)用高達(dá)數(shù)萬(wàn)元，迫使科學(xué)家們必須尋找更優(yōu)解決方案。

面對(duì)這道困擾航天領(lǐng)域數(shù)十年的難題，復(fù)旦大學(xué)周鵬-馬順利團(tuán)隊(duì)從金庸武俠小說(shuō)中獲得靈感。研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人周鵬教授表示：“我們借鑒《九陽(yáng)真經(jīng)》中‘他強(qiáng)任他強(qiáng)，清風(fēng)拂山崗’的哲學(xué)，讓輻射粒子直接穿透器件而非正面抗衡。”這種顛覆性思路催生了全球首個(gè)原子層半導(dǎo)體抗輻射通信系統(tǒng)——“青鳥”。

該系統(tǒng)的核心材料是厚度僅0.7納米的單層二硫化鉬，相當(dāng)于人類頭發(fā)絲直徑的十萬(wàn)分之一。這種由單原子層構(gòu)成的半導(dǎo)體，既保留了傳統(tǒng)硅基器件的開關(guān)控制特性，又具備超薄物理結(jié)構(gòu)帶來(lái)的天然抗輻射優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在地球同步軌道的強(qiáng)輻射環(huán)境中，“青鳥”系統(tǒng)的理論使用壽命可達(dá)271年，是傳統(tǒng)硅基系統(tǒng)的百倍；其發(fā)射接收鏈路的功耗不足傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的五分之一，且在軌運(yùn)行9個(gè)月后數(shù)據(jù)誤碼率仍低于十億分之一。

這項(xiàng)突破性成果的背后，是研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)達(dá)五年的全鏈條攻關(guān)。從原子級(jí)材料的精準(zhǔn)生長(zhǎng)，到晶體管結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)；從抗輻射芯片的集成制造，到衛(wèi)星載荷的系統(tǒng)適配，團(tuán)隊(duì)在每個(gè)環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了技術(shù)自主。特別值得關(guān)注的是，“青鳥”系統(tǒng)可直接兼容現(xiàn)有硅基半導(dǎo)體生產(chǎn)線，在保持高性能的同時(shí)大幅降低制造成本，為大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用鋪平道路。

在太空應(yīng)用領(lǐng)域，這項(xiàng)技術(shù)為星際通信、深空探測(cè)和太空算力發(fā)展提供了關(guān)鍵支撐。隨著人工智能時(shí)代對(duì)算力需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)，太空算力因其獨(dú)特的資源優(yōu)勢(shì)，被視為解決全球算力瓶頸的終極方案。而高性能通信系統(tǒng)作為連接天地的重要紐帶，其可靠性直接決定著太空任務(wù)的成敗。“青鳥”系統(tǒng)的成功驗(yàn)證，使我國(guó)在這場(chǎng)科技競(jìng)賽中占據(jù)先機(jī)。

該技術(shù)的地面應(yīng)用前景同樣廣闊。在核聚變反應(yīng)堆控制、強(qiáng)輻射環(huán)境救援機(jī)器人等極端場(chǎng)景中，傳統(tǒng)電子設(shè)備往往因輻射損傷而失效。而“青鳥”系統(tǒng)憑借其卓越的抗輻射性能，有望成為這些領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。研究團(tuán)隊(duì)透露，目前已有多家科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)表達(dá)合作意向，相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)化工作正在加速推進(jìn)。