通信系统对人造卫星来说至关重要 ，但其平均寿命仅有数年 。这是因为太空充满着宇宙射线的“枪林弹雨”，会造成通信系统使用的半导体电子器件性能损伤。

　　为应对这一问题
，复旦大学周鹏 、马顺利团队成功研发“青鸟 ”原子层半导体抗辐射射频通信系统（以下简称“青鸟”系统），不仅将卫星通信系统的理论在轨寿命延长到271年 ，也把能耗降低到传统方案的五分之一
，重量更是“瘦身
”到原来的十分之一左右，并有望将人造卫星的使用年限由3年左右提升至20—30年
。

　　“青鸟”系统使用的4英寸原子层半导体抗辐射射频通信芯片。图片来源：复旦大学

　　近期 ，“青鸟 ”系统依托“复旦一号
”卫星平台进入太空
，在国际上首次实现了二维电子器件与系统的“超长寿命”“超低功耗 ”实地在轨验证 。北京时间1月29日凌晨，《自然》在线发表了该成果
。

　　周鹏教授介绍 ，传统的半导体器件想要在太空中正常使用
，要么增加半导体的部件，例如把原先的一个部件增加到十个 ，即使一个坏了
，还有九个可以继续工作。要么就是给半导体加一个金属材质的保护壳，将宇宙射线的粒子尽可能挡在外面 。但这两种方案都未能提升器件本身的抗辐射性能 ，不仅“治标不治本
”，还会大幅增加重量、体积
，为航天卫星“寸土寸金”且极其有限的载荷空间带来极大负担
。

　　“青鸟 ”系统采用的原子层半导体巧妙地解决了这个问题。所谓原子层半导体，指的是将半导体原子在二维平面上进行排布 ，形成只有一个或几个原子厚度的单层膜 。当宇宙射线的粒子射向这层膜时
，就像光穿过一层超薄的玻璃，几乎不会影响到这层膜本身
。这层只有0.68纳米厚度的膜不仅本身重量超轻 ，也无需增加备份部件或是厚重的防护壳
，还具有高度节能的特性，为常常依赖太阳能或有限星载电池的太空任务提供更多的能源保障。

　　马顺利副教授介绍 ，通过“复旦一号
”
，“青鸟”系统在距地球约517公里的低地轨道上，通过了现实考验 ，揭示了该系统在真实宇宙辐射环境下长期工作的稳定性与可靠性 。“在轨运行9个月后
，传输数据的错误率仍低于一亿分之一
。 ”马顺利说。

（文章来源：科技日报）