Исследователи из Университета Фудань разработали чипы, которые не боятся космического излучения. Они сделали рабочий слой транзисторов толщиной в один атом — заряженные частицы пролетают сквозь него, не задерживаясь и не повреждая структуру. Систему связи на таких транзисторах запустили на спутник, где она проработала девять месяцев без деградации.
Китайские учёные предложили принципиально новый способ защитить электронику от радиации в космосе. Вместо того чтобы экранировать чипы тяжёлыми материалами, они сделали их «невидимыми» для излучения.
Исследователи из Университета Фудань создали транзисторы на основе монослоя дисульфида молибдена (2D MoS₂). Это двумерный материал толщиной всего в один атом. Заряженная космическая частица пролетает сквозь него, не задерживаясь и не вызывая повреждений.
На 10-сантиметровой пластине монокристаллического монослоя учёные изготовили полнофункциональные радиопередатчики и приёмники. Система работала в диапазоне 12–18 ГГц — это стандартный частотный диапазон для космической связи.
Лабораторные тесты показали: после облучения гамма-лучами в дозах до 10 Мрад характеристики транзисторов практически не изменились. Соотношение токов включения и выключения осталось высоким, утечки — минимальными.
Затем устройство отправили на орбиту. Спутник с экспериментальной системой связи работал на высоте около 517 километров девять месяцев. За это время уровень битовых ошибок при передаче данных стабильно держался ниже 10⁻⁸ — это лучше стандартных требований для космической связи. Система успешно передавала данные, включая запись гимна университета.
Авторы разработки прогнозируют: в более жёстких условиях геостационарной орбиты такие чипы способны проработать около 270 лет.
Технология открывает путь к созданию сверхлёгкой и компактной электроники для дальних космических миссий. Традиционные кремниевые чипы быстро выходят из строя под действием радиации и требуют тяжёлой защиты. Новый подход позволяет отказаться от неё — иногда спутник выводит из строя всего одна частица.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
На обложке: схема толщиной в атом изготовлена из радиационно-стойкого дисульфида молибдена. Автор: Liyuan Zhu et al.
