新一代航天器對宇航芯片的性能和抗輻射能力提出了更高要求。碳納米管器件的柵控效率高、驅動能力強，是后摩爾時代最具發展潛力的半導體技術之一，并具有較強的空間應用前景。
中國科學院微電子研究所抗輻照器件技術重點實驗室與北京大學教授張志勇、中科院國家空間科學中心副研究員陳睿合作，研制出基于局域底柵的碳納米管晶體管和靜態隨機存儲器，并系統研究了碳納米管器件與電路的綜合抗輻射能力（圖1）。研究顯示，局域底柵碳納米管晶體管和靜態隨機存儲器在受到2.8×1013 MeV/g的位移損傷輻照后，仍可承受2 Mrad（Si）的電離總劑量輻照和104 MeV·cm2/mg的等效激光單粒子輻照，且綜合抗輻射能力優于硅基器件四倍（圖2）。上述成果證明，碳納米管器件和電路具有超強的抗輻射能力，為下一代宇航芯片研制開辟了重要的技術路徑。
近日，相關研究成果以Ultra-Strong Comprehensive Radiation Effect Tolerance in Carbon Nanotube Electronics為題，發表在Small上（DOI：10.1002/smll.202204537）。研究工作得到國家自然科學基金的支持。
圖1.碳納米管器件與電路的激光模擬單粒子測試結果
圖2.碳納米管器件與電路的綜合抗輻射能力
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