在人類探索宇宙的征程中，太空輻射始終是電子設備面臨的最大挑戰之一。高能粒子和宇宙射線無處不在，它們會逐漸侵蝕航天器上的電子元件，導致性能退化甚至完全失效。由于太空環境特殊，失效的設備幾乎無法維修，這給深空探測和衛星通信帶來了巨大阻礙。傳統抗輻射方案主要依賴增加屏蔽層或采用冗余電路設計，但這些方法會顯著增加設備體積、重量和功耗，在航天領域，每增加一公斤載荷都意味著發射成本的大幅上升。

復旦大學周鵬、馬順利團隊另辟蹊徑，提出了一種全新的抗輻射思路：利用材料本身的特性來抵御輻射損傷。經過理論推導和實驗驗證，團隊發現當半導體材料厚度降至單原子層級時，高能粒子會像穿過透明玻璃一樣直接穿透，幾乎不會在材料內部積累損傷。這一發現顛覆了傳統抗輻射設計理念，為開發新型太空電子設備開辟了新路徑。團隊負責人周鵬教授形象地比喻道："這就好比'他強由他強，清風拂山崗'，輻射粒子再強大，也奈何不了如此薄的材料。"

基于這一原理，研究團隊選用二硫化鉬這種二維材料，設計并制造出了原子層厚度的抗輻射射頻通信系統，命名為"青鳥"。該系統實現了4英寸晶圓級流片生產，具備完整的星載通信功能。2024年9月24日，"青鳥"系統搭載"復旦一號"衛星升空，在距地球約517公里的低地球軌道開始了在軌驗證。為測試系統性能，團隊將復旦大學校歌的原始手稿照片存入存儲器，通過衛星完成了校歌信號的太空星內通信傳輸。地面站接收并解碼后，信號復原準確無誤，證明了系統在太空環境中的可靠性。

經過9個月的連續運行，"青鳥"系統展現出驚人的穩定性，數據傳輸誤碼率始終低于10-8量級。更令人振奮的是，理論計算顯示，即使在輻射強度更高的地球同步軌道，該系統的預期壽命可達271年，是傳統硅基系統的100倍，而功耗卻降低至五分之一以下。這種超長壽命和超低功耗的特性，使其成為深空探測、高軌衛星和星際通信等任務的理想選擇。傳統太空通信系統需要數公斤重的保護層，而"青鳥"系統僅需一枚"裸奔"的原子層芯片即可實現同等功能，大大減輕了航天器載荷負擔。

這項突破性成果的背后，是團隊長達四五年的持續攻關。作為新興領域，原子層半導體缺乏成熟的設計工具和制造工藝，研究團隊不得不從零開始，自主開發全套技術。從材料生長、晶體管制造到芯片設計、系統集成，再到最終的太空驗證，團隊完成了全鏈條技術突破，成為國內首個實現原子層半導體太空應用全棧自研的團隊。這項研究不僅填補了二維電子器件空間在軌驗證的空白，更為"原子層半導體太空電子學"這一新領域奠定了基礎。

二維材料因其獨特的物理特性，被視為下一代電子技術的關鍵方向，但如何將其從實驗室推向實際應用一直是難題。"青鳥"系統的成功，為二維材料在航天領域的高價值應用提供了重要示范。研究團隊正在探索將該技術擴展到核聚變探測等更廣泛的領域，原子層半導體的抗輻射特性使其有望成為監測核反應堆核心區的理想"電子眼"。這項研究不僅推動了太空電子技術的發展，也為二維材料工程化應用開辟了新道路。