超薄材料实现“超长寿命”“超低功耗”

来源：2026年01月29日《解放日报》 本报记者 黄海华

　　近日，在517公里高的近地轨道，复旦大学校歌从“复旦一号（澜湄未来星）”卫星平台传回地面。这是国际上首次实现原子层电子器件与系统的在轨验证。

　　由复旦大学集成电路与微纳电子创新学院周鹏、马顺利团队自主研制的“青鸟”原子层半导体抗辐射通信系统，以“超长寿命”与“超低功耗”两大核心优势，展现出其在星际通信、深空探测和太空算力等前沿任务中的独特优势。北京时间2026年1月29日零时，相关成果发表于国际权威学术期刊《自然》。

　　宇宙中，高能粒子、伽马射线等辐射无处不在，极易引发电子器件性能退化甚至灾难性故障。“我们不与辐射硬扛，而是让其穿体而过。”周鹏说。

　　原子层半导体是周鹏团队提出的新概念，其核心功能层仅为单原子或少数原子厚度，既保留半导体“能开关、可控制”的核心功能，又具备超薄的物理特性。“青鸟”的核心材料是单层二硫化钼，厚度仅0.7纳米，相当于一根头发丝直径的十万分之一。

　　打个比方，传统硅基半导体就像一块厚实的木板，辐射粒子撞上去会留下密密麻麻的“伤痕”；原子层半导体就像一张超薄的蝉翼，辐射粒子能直接穿体而过，不容易形成损伤积累，因此能在太空辐射中长久存续。

　　“青鸟”在轨运行一年多来，展现出三大颠覆性优势——在辐射更为恶劣的地球同步轨道，理论在轨寿命预计可达271年，是传统硅基系统的100倍；无需屏蔽层和备份设计，发射机—接收机链路的功耗不足传统硅基系统的五分之一；在轨运行9个月后，传输数据的误码率仍低于10的负8次方，展现了其优异的抗辐射性和长期稳定性。

　　值得一提的是，该技术可与现有硅基半导体生产线无缝对接，且成本更低。在地面应用中，有望用于核聚变、救灾机器人等强辐射场景。

　　《自然》编辑部收到投稿后，审稿人评价该成果“开辟了一个新方向”。