中國教育報-中國教育新聞網訊（記者 任朝霞）復旦大學集成電路與微納電子創新學院、集成芯片與系統全國重點實驗室周鵬—馬順利團隊研制“青鳥”原子層半導體抗輻射射頻通信系統，依托“復旦一號（瀾湄未來星）”衛星平臺在國際上首次實現基于二維電子器件與系統的在軌驗證。

據悉，這一突破填補了二維電子器件太空在軌驗證的空白，開辟了“原子層半導體太空電子學”的創新領域，助力我國空間電子器件跨越式發展，為人類探索浩瀚宇宙征途邁出重要一步。北京時間2026年1月29日，相關成果以《面向星載通信的原子層級抗輻射射頻系統》為題發表于《自然》主刊。

浩瀚宇宙的探索中，高能粒子、宇宙射線等空間輻射無處不在，極易引發電子器件性能退化甚至災難性故障，嚴重威脅航天器在軌壽命。更棘手的是，一旦電子系統在太空中失效，幾乎無法維修，高昂的替換成本往往令任務難以為繼。當前主流的抗輻射方案——如增加屏蔽層或采用冗余加固電路，雖能提升可靠性，卻也帶來了體積增大、重量上升、功耗攀升等代價，與未來航天系統“輕量化、智能化、低成本”的發展趨勢背道而馳。為此，發展兼具小尺寸、超低功耗與本征抗輻射能力的新一代半導體器件與系統，已成為突破空間電子技術瓶頸的關鍵突破口。

周鵬—馬順利團隊基于對粒子輻射效應的理論推導，發現原子層級薄的材料在理論上會積累最小的輻射誘導損傷，進而達成空間輻射免疫。由此，原子層級二維材料具備天然的抗輻射優勢，使其有望成為構建下一代空間電子系統的理想候選。然而，迄今為止，關于二維材料和器件的輻射效應的研究主要局限于仿真計算和地面實驗，無法完全模擬真實太空中的復雜輻射場。尚無任何二維電子系統在軌運行的實證數據，這嚴重制約了其從實驗室走向航天應用的進程。

團隊依托2024年9月24日發射的“復旦一號（瀾湄未來星）”衛星平臺，在國際上首次實現基于原子層半導體的抗輻射射頻通信系統（“青鳥”系統）的在軌驗證，直接揭示了該系統在真實宇宙輻射環境下的長期工作穩定性與可靠性。同時，“青鳥”系統向1970年4月24日發射的東方紅1號致敬，完成了以“復旦大學校歌”為信號的太空通信傳輸。同時，研究團隊從粒子輻射損傷的物理機制出發，揭示了原子層級材料的輻射免疫機制，不僅填補了二維電子器件空間在軌驗證的空白，更開辟了“原子層半導體太空電子學”的創新領域。

“超長壽命”與“超低功耗”兩大核心優勢，奠定了二維電子系統在深空探測、高軌衛星、星際通信等前沿空間任務中的獨特競爭力。基于原子層半導體的衛星通信系統成功完成在軌驗證，為原子層半導體太空電子學開辟了一個具有獨特應用潛力的方向。這一突破不僅標志著人類向構建高可靠、輕量化太空電子系統邁出關鍵一步，更有望成為二維材料從實驗室走向航天高價值應用的“催化劑”。

展望未來，基于原子層半導體的抗輻射電子技術或將引領二維電子學實現產業化躍遷，在支撐下一代衛星互聯網、深空探測乃至地外基地建設的同時，持續吸引全球學術界與產業界的深度布局，加速二維材料走向“工程現實”，有望為我國空間電子器件帶來跨越式發展。