Chinesische Wissenschaftler haben eine für Strahlung transparente Elektronik entwickelt, die strahlenresistent ist.

Chinesische Wissenschaftler haben „unsichtbare“ Elektronik für den Weltraum entdeckt

Die Fudan-Universität hat eine neue Methode vorgestellt, um die in Satelliten verwendeten Chips nahezu unverwundbar gegen Weltraumsstrahlung zu machen. Herkömmliche Halbleiter werden durch hochenergetische Teilchen beschädigt, aber wenn die Transistorschicht nur einen Atomkern dick ist, „schleift“ das Teilchen einfach hindurch und verursacht keinen Schaden.

Was sie gemacht haben
* Ein-Monolayer MoS₂ – Die Forscher verwendeten monokristalline zweidimensionale Molybdändisulfid. Auf einer 10‑cm-Platte dieses Materials fertigten sie eine vollwertige Funkverbindung: Sender und Empfänger, die im Bereich von 12–18 GHz arbeiten.

* Der Herstellungsprozess – vom Wachstum der Schicht bis zur Metallabscheidung, Erzeugung der Transistorkanäle und deren Isolierung. Alles wurde auf einer einzigen Atomschicht ausgeführt.

Testen
1. Labor

*Gamma‑Strahlung* bis 10 Mrad (Si).

Ergebnis: nahezu keine Degradation – Einschalt-/Ausschaltstrom bleibt hoch, Leckströme minimal.

2. Weltraumflug

*Satellit in niedriger Erdumlaufbahn* (~517 km) absolvierte 9 Monate ohne erkennbare Veränderungen.

- BER stabil < 10⁻⁸ (deutlich besser als bei herkömmlichen Systemen).

- Erfolgreiche Datenübertragung, sogar die Hymne der Universität.

Was das bedeutet
* Langlebigkeit – Die Autoren prognostizieren bis zu 270 Jahre Betriebsdauer auf geostationärer Umlaufbahn, wo die Strahlungsumgebung um ein Vielfaches höher ist.

* Praktischer Nutzen – Die Technologie ermöglicht die Herstellung ultraleichter und kompakter Elektronik für den tiefen Weltraum, hohe Orbit und interplanetare Missionen. Traditionelle Siliziumchips brechen schnell aus und erfordern schwere Strahlenschutzmaßnahmen; jetzt kann man das umgehen.

Kurz gesagt: Ein Atomkern MoS₂ macht satellitengestützte Elektronik „unsichtbar“ für kosmische Teilchen und ebnet den Weg zu zuverlässigeren und kostengünstigeren Systemen unter extremen Bedingungen.