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(qū)動能力強(qiáng)，是后摩爾時(shí)代最具發(fā)展?jié)摿Φ?a target="_blank">半導(dǎo)體技術(shù)之一，并具有較強(qiáng)的空間應(yīng)用前景。

中國科學(xué)院微電子研究所抗輻照器件技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與北京大學(xué)教授張志勇、中科院國家空間科學(xué)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(tài)隨機(jī)存儲器，并系統(tǒng)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(tài)隨機(jī)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10? MeV·cm2/mg的等效激光單粒子輻照，且綜合抗輻射能力優(yōu)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(qiáng)的抗輻射能力，為下一代宇航芯片研制開辟了重要的技術(shù)路徑。

圖1 碳納米管器件與電路的激光模擬單粒子測試結(jié)果

圖2 碳納米管器件與電路的綜合抗輻射能力

近日，相關(guān)研究成果以Ultra-Strong Comprehensive Radiation Effect Tolerance in Carbon Nanotube Electronics為題，發(fā)表在Small期刊上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金的支持。