Углеродные нанотрубки помогут защитить электронику от суровых условий космоса

Четверг, 28 октября 2021 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

28.10.2021, 10:30 Во время своих путешествий космические корабли сталкиваются с непрерывным потоком космического излучения, которое может повредить или даже разрушить бортовую электронику. Исследователи показали, что транзисторы и электрические схемы с углеродными нанотрубками могут сохранять свои свойства после воздействия высоким уровнем радиации.

Срок службы бортовых приборов и дальность полетов в космос в настоящее время ограничены надежностью технологий. Космическая радиация может вызвать сбои в передаче данных или повредить электронику до полного выхода ее из строя. 

Одно из потенциальных решений — включить в широко используемые электронные компоненты (например, в полевые транзисторы) углеродные нанотрубки. Ожидается, что трубки толщиной в один атом сделают транзисторы более энергоэффективными по сравнению с обычными кремниевыми. Сверхмалый размер нанотрубок должен также помочь уменьшить воздействие радиации на микросхемы памяти, однако устойчивость полевых транзисторов на основе углеродных нанотрубок к радиации не была широко изучена.

Для создания таких полевых транзисторов исследователи поместили углеродные нанотрубки на кремниевую пластину в качестве полупроводящего слоя, а затем протестировали различные конфигурации транзисторов с различной степенью экранирования — полупроводниковый слой окружили тонкими слоями оксида гафния, титана и платины. Команда исследователей обнаружила, что размещение экранирующего слоя как над, так и под углеродными нанотрубками защищает электрические свойства транзистора от входящего излучения при поглощении до 10 Мрад — этот уровень сильно превышает тот, который может выдержать большинство радиационно-устойчивых электронных устройств на основе кремния. Если экран помещен только под углеродные нанотрубки, свойства транзистора сохранялись вплоть до поглощения дозы излучения до 2 Мрад, что сравнимо с коммерчески доступной радиационно-устойчивой электроникой на основе кремния. 

Чтобы достичь баланса между простотой изготовления и радиационной стойкостью, команда создала микросхемы статической памяти с произвольным доступом (SRAM) с экранированнием полевых транзисторов снизу. Как и в случае транзисторов, микросхемы памяти имели такой же порог устойчивости к воздействию рентгеновского излучения, как и устройства статической памяти с произвольным доступом на основе кремния.

Эти результаты показывают, что полевые транзисторы на основе углеродных нанотрубок имеют все шансы стать перспективным дополнением к надежной электронике следующего поколения для освоения космоса.

Исследование опубликовано в журнале ACS Nano.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 182
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003