Китайские ученые создали невидимую для радиации электронику

Исследователи из Университета Фудань разработали радиационно-стойкую электронику на основе двумерного дисульфида молибдена (MoS₂) толщиной в один атом. Чипы испытали на низкой околоземной орбите: девять месяцев работы без деградации, уровень ошибок ниже космических стандартов. Технология обещает революцию в электронике для спутников и межпланетных миссий.

Китайские ученые создали невидимую для радиации электронику

Одна-единственная космическая частица может вывести из строя дорогой спутник. Кремниевая электроника, на которой построены все современные чипы, уязвима для радиации: заряженные частицы пробивают материал, вызывая сбои и деградацию. Чтобы защититься, приходится использовать тяжелую и дорогую защиту, что увеличивает массу аппаратов. Китайские ученые из Университета Фудань предложили элегантное решение: сделать электронику «невидимой» для излучения.

Идея в том, чтобы использовать полупроводники толщиной в один атом. Сквозь такой слой заряженная частица просто пролетает, не задерживаясь и не вызывая повреждений. Для эксперимента исследователи выбрали дисульфид молибдена (MoS₂) — материал, который уже давно рассматривается как перспективная замена кремнию. На 10-сантиметровой пластине монокристаллического монослоя MoS₂ они изготовили полнофункциональные радиопередатчики и приемники, работающие в диапазоне 12–18 ГГц.

Китайские ученые создали невидимую для радиации электронику
Схема толщиной в атомы, изготовленная из радиационно-стойкого дисульфида молибдена.

Лабораторные тесты подтвердили стойкость: облучение гамма-лучами в дозах до 10 миллионов рад не вызвало заметной деградации характеристик транзисторов. Соотношение токов включения и выключения оставалось высоким, утечки — минимальными. Но главное испытание ждало впереди. Устройство отправили на спутник на низкую околоземную орбиту (около 517 километров), где оно проработало девять месяцев.

За это время система стабильно передавала данные, включая гимн университета, а уровень битовых ошибок удерживался ниже 10⁻⁸ — значительно лучше стандартных требований для космической связи. Никакой деградации зафиксировано не было. Авторы исследования подсчитали, что в еще более жестких условиях геостационарной орбиты, где радиационный фон существенно выше, такие чипы способны проработать около 270 лет.

Эта работа открывает путь к созданию сверхлегкой, компактной и практически вечной электроники для космоса. Традиционные кремниевые решения требуют тяжелой защиты и все равно деградируют со временем. Двумерные полупроводники могут изменить подход к проектированию спутников и межпланетных зондов, сделав их легче, дешевле и долговечнее. А главное — неуязвимыми для одиночных космических частиц, которые сегодня остаются одной из главных угроз для аппаратов на орбите.

Читайте также

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе