太空任務(wù)，如美國(guó)宇航局的獵戶座飛船將把宇航員帶到火星，正在推動(dòng)人類探索的極限。但是在運(yùn)輸過(guò)程中，航天器會(huì)遇到持續(xù)的破壞性宇宙輻射，這可能會(huì)損害甚至破壞機(jī)載電子設(shè)備。

　　為了延長(zhǎng)未來(lái)的任務(wù)，研究人員在ACS Nano上的報(bào)告顯示，帶有碳納米管的晶體管和電路可以被配置為在受到大量輻射轟擊后保持其電氣特性和記憶能力。

　　目前，深空任務(wù)的壽命和距離受到驅(qū)動(dòng)它們的技術(shù)的能源效率和堅(jiān)固性的限制。例如，太空中的惡劣輻射會(huì)損壞電子器件并導(dǎo)致數(shù)據(jù)故障，甚至使計(jì)算機(jī)完全癱瘓。

　　一種解決問(wèn)題的可能性是在廣泛使用的電子元件中包括碳納米管，如場(chǎng)效應(yīng)晶體管。這些單原子厚度的管子有望使晶體管與更多基于硅的版本相比更加節(jié)能。原則上，納米管的超小尺寸也應(yīng)該有助于減少輻射對(duì)含有這些材料的存儲(chǔ)芯片的影響。然而，碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管的輻射耐受性還沒(méi)有被廣泛研究。因此，Pritpal Kanhaiya、Max Shulaker及其同事想看看他們是否能夠設(shè)計(jì)這種類型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，以承受高水平的輻射，并在這些晶體管的基礎(chǔ)上構(gòu)建存儲(chǔ)芯片。

　　為了做到這一點(diǎn)，研究人員將碳納米管沉積在硅片上，作為場(chǎng)效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體層。然后，他們測(cè)試了不同的晶體管配置，并在半導(dǎo)體層周圍設(shè)置了不同程度的屏蔽層，包括氧化鉿和鈦及鉑金屬的薄層。

　　研究小組發(fā)現(xiàn)，在碳納米管的上方和下方都放置屏蔽層，可以保護(hù)晶體管的電性能免受高達(dá)10埃德的輻射--這一水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大多數(shù)硅基耐輻射電子設(shè)備所能承受的水平。當(dāng)只在碳納米管下面放置一個(gè)屏蔽罩時(shí)，它們被保護(hù)到2Mrad，這與商業(yè)硅基耐輻射電子產(chǎn)品相當(dāng)。

　　為了在制造的簡(jiǎn)單性和輻射的穩(wěn)健性之間取得平衡，研究小組用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的底部屏蔽版制造了靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM）芯片。正如在晶體管上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)一樣，這些存儲(chǔ)芯片具有與硅基SRAM器件相似的X射線輻射閾值。

　　研究人員說(shuō)，這些結(jié)果表明，碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管，特別是雙屏蔽的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，可以成為下一代太空探索電子產(chǎn)品的一個(gè)有希望的補(bǔ)充。