美国化学学会
存储芯片是由带有碳纳米管的晶体管制成的，这些晶体管在受到大量辐射的轰击后仍能保持其电性能和存储能力
学分:改编自ACS Nano 2021，DOI: 10
1021/acsnano
1c04194 太空任务，如美国宇航局的猎户座将带宇航员去火星，正在推动人类探索的极限
但是在运输过程中，航天器会遇到连续不断的破坏性宇宙辐射流，这可能会伤害甚至摧毁机载电子设备
为了扩展未来的任务，研究人员在ACS Nano杂志上报道说，带有碳纳米管的晶体管和电路可以被配置成在受到大量辐射轰击后保持它们的电特性和记忆
深空飞行任务的寿命和距离目前受到驱动它们的技术的能效和稳健性的限制
例如，太空中强烈的辐射会损坏电子设备并导致数据故障，甚至使计算机完全瘫痪
一种可能性是在广泛使用的电子元件中包括碳纳米管，例如场效应晶体管
与更普通的硅基版本相比，这些单原子厚的管子有望使晶体管更节能
原则上，超小尺寸的纳米管也应该有助于减少辐射对含有这些材料的存储芯片的影响
然而，碳纳米管场效应晶体管的辐射耐受性还没有被广泛研究
因此，普里帕尔·坎海亚、马克斯·舒拉克和他的同事们想看看他们是否能设计出这种场效应晶体管来承受高水平的辐射，并基于这些晶体管制造存储芯片
为此，研究人员将碳纳米管沉积在硅片上，作为场效应晶体管的半导体层
然后，他们测试了不同屏蔽级别的不同晶体管配置，包括半导体层周围的氧化铪、钛和铂金薄层
研究小组发现，在碳纳米管的上方和下方放置屏蔽层，可以保护晶体管的电气特性免受高达10毫拉德的辐射——这一水平远高于大多数硅基抗辐射电子器件所能承受的水平
当屏蔽层仅放置在碳纳米管下方时，它们受到的保护高达2毫拉德，这与商用硅基抗辐射电子器件相当
最后，为了实现制造简单性和辐射鲁棒性之间的平衡，该团队用底部屏蔽型场效应晶体管制造了静态随机存取存储器芯片
正如在晶体管上进行的实验一样，这些存储芯片具有与硅基静态随机存取存储器相似的x光辐射阈值
研究人员说，这些结果表明，碳纳米管场效应晶体管，尤其是双屏蔽晶体管，可能是下一代太空探索电子产品的一个有前途的补充
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