美國海軍研究實驗室電子科技工程師18日表示，他們發(fā)現(xiàn)由單壁碳納米管制作的晶體管（SWCNT）具有在苛刻太空環(huán)境中生存的能力。目前他們正在研究電離子輻射對晶體結(jié)構(gòu)的影響，以及支持開發(fā)以SWCNT為基礎(chǔ)的用于太空輻射環(huán)境的納米電子設(shè)備。

　　實驗室材料研究工程師科里·克瑞斯表示，環(huán)繞地球外圍的電粒子帶存在著輻射，太空電子設(shè)備面臨的主要挑戰(zhàn)之一是其長時間暴露在輻射環(huán)境中而不易受到影響，新的研究顯示由碳納米管制作的晶體管具有極強(qiáng)的抗電離輻射能力，在有電離輻射的情況下其工作性能幾乎不變。

　　通常，電離輻射對晶體管的影響有兩種形式，即暫態(tài)效應(yīng)和積累效應(yīng)。暫態(tài)效應(yīng)是指太空中電離子直接沖擊電子設(shè)備，導(dǎo)致電子設(shè)備中出現(xiàn)電流脈沖。如果該電流脈沖通過電路傳遞，那么它能讓數(shù)據(jù)中斷，這對那些依靠信號（如利用GPS導(dǎo)航）的人們而言是極其有害的。

　　傳統(tǒng)電子設(shè)備的累積效應(yīng)是設(shè)備氧化層中產(chǎn)生陷阱電荷的結(jié)果。氧化層包括柵氧化層以及用來隔離相鄰設(shè)備的隔離層，后者是輻射誘發(fā)先進(jìn)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）設(shè)備工作性能下降的主要原因。累積效應(yīng)最初能夠?qū)е侣╇�，并最終導(dǎo)致整個電路發(fā)生故障。

　　研究人員預(yù)計，以SWCNT為基礎(chǔ)的納米電子設(shè)備幾乎能消除電離輻射造成的暫態(tài)效應(yīng)。這是因為納米電子設(shè)備尺寸小、密度低，以及儀器中相鄰的納米晶體管相互隔離。此外，通過研發(fā)帶有由氮氧化硅材料制作的微小柵氧化層的SWCNT結(jié)構(gòu)，研究人員發(fā)現(xiàn)SWCNT晶體管再也不會因輻射而出現(xiàn)性能變化。堅固的介質(zhì)材料和自然隔離的一維SWCNT結(jié)構(gòu)致使電子設(shè)備極具抗輻射的能力。

　　以SWCNT為基礎(chǔ)的晶體管所具有的抗暫態(tài)效應(yīng)和累積效應(yīng)能力讓其有潛力在未來幫助太空電子設(shè)備減少冗余和差錯糾正電路，同時保持電子設(shè)備的高保真質(zhì)量。電子設(shè)備中僅電路的減少就能大量地減少耗電量，并提高太空電子系統(tǒng)的性能。研究人員相信，在不久的將來，一旦SWCNT開發(fā)成功，其性能將超過硅基晶體管。

　　總編輯圈點

　　來自太空的高能粒子與地球兩極的大氣分子碰撞，帶來的是亦真亦幻的美麗極光。而如果這些高能粒子擊打在那些在太空中工作的航天器上，其結(jié)果卻可能是災(zāi)難：設(shè)備失靈、造價不菲的航天儀器成為破銅廢鐵。從這個角度看，無論科學(xué)家發(fā)明的新型晶體管造價幾何，都是一項物有所值的新突破。因為且不談新型晶體管所能節(jié)約的耗電量，僅是航天器壽命因新型晶體管所延長的壽命，就能節(jié)省下不菲的航天器更新費用。