2022-03-30
 
碳納米管可以幫助電子設備抵御外太空鈥檚 惡劣的條件
2022年03月30日   閱讀量:698

“用于耐輻射電子產品的碳納米管”
美國化學會納米

太空任務,如NASA的獵戶座,將宇航員帶到火星,正在推動人類探索的極限。但在它們的過境過程中,航天器會遇到持續不斷的破壞性宇宙輻射,這可能會傷害甚至摧毀機載電子設備。為了延長未來的任務,研究人員在《ACS納米》雜志上發表的報告顯示,帶有碳納米管的晶體管和電路可以配置為在受到大量輻射后保持其電性能和記憶。

深空任務的壽命和距離目前受到驅動它們的技術的能效和魯棒性的限制。例如,太空中的強烈輻射可能會損壞電子設備,導致數據故障,甚至使計算機完全崩潰。一種可能性是將碳納米管納入廣泛使用的電子元件中,如場效應晶體管。與普通的硅基晶體管相比,這些單原子厚的晶體管有望使晶體管更加節能。原則上,納米管的超小尺寸也應該有助于減少輻射對包含這些材料的存儲芯片的影響。然而,碳納米管場效應晶體管的輻射耐受性尚未得到廣泛研究。因此,Pritpal Kanhaiya、Max Shulaker和同事們想看看他們是否能設計出這種場效應晶體管,以抵抗高水平的輻射,并基于這些晶體管構建存儲芯片。

為此,研究人員在硅片上沉積了碳納米管,作為場效應晶體管的半導體層。然后,他們在半導體層周圍測試了具有不同屏蔽級別的不同晶體管配置,包括氧化鉿、鈦和鉑金屬薄層。研究小組發現,在碳納米管的上方和下方放置屏蔽層,可以保護晶體管的電氣性能免受高達10mrad的入射輻射,這一水平遠遠高于大多數硅基耐輻射電子設備所能處理的水平。當僅在碳納米管下方放置屏蔽層時,它們受到的保護可達2mrad,這與商業硅基耐輻射電子產品相當。最后,為了在制造簡單性和輻射魯棒性之間取得平衡,該團隊使用場效應晶體管的底部屏蔽版本構建了靜態隨機存取存儲器(SRAM)芯片。就像在晶體管上進行的實驗一樣,這些存儲芯片的X射線輻射閾值與硅基SRAM器件相似。研究人員說,這些結果表明,碳納米管場效應晶體管,尤其是雙屏蔽晶體管,可能是下一代太空探索電子學的有希望的補充。

作者感謝美國空軍研究實驗室和模擬設備公司的資助。

免責聲明: 本文僅代表作者本人觀點,與中國建材網無關。本網對文中陳述、觀點判斷保持中立,不對所包含內容的準確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。請讀者僅作參考,并請自行承擔全部責任。本網轉載自其它媒體的信息,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的,請在一周內進行,以便我們及時處理。
客服郵箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571
久久伊人精品波多野结衣