研究：奈米碳管有助電子裝置防宇宙射線

進行長途太空旅行的一項挑戰是，大量的宇宙射線會損壞飛船內各種電子儀器。一份新研究提出，利用碳奈米管建造的儲存器和電路，與現在所用的矽電晶體相比，不僅大幅節能，而且抵禦輻射的能力也大幅度增強。

美國宇航局（NASA）正在規劃不遠的將來讓人類駕駛獵戶座飛船（Orion）飛往火星。現在還有許多技術問題等待解決。如何抵抗旅途中大量的太空輻射就是其中之一。

科學家考慮用碳奈米管制造常用的電子元件，比如場效應電晶體。碳奈米管是單原子層的細管材料，它比矽電晶體更節能。新的這份研究檢驗了碳奈米管制成的場效電晶體的抗輻射能力。

研究人員把碳奈米管放在一層矽片上，作為場效電晶體的半導體層。之後，測量加上不同保護層後這些場效電晶體的抗輻射能力。這些保護層是由氧化鉿、鈦和鉑金製成的薄層。

實驗顯示，如果在碳奈米管的上面和下面都加上保護層，電晶體抗輻射能力最高可達10毫拉德（Mrad）——這比多數用矽晶體管制成的電子裝置的抗輻射能力高出數倍；如果只在碳奈米管的下面加上一層保護層，抗輻射力為2毫拉德——這和目前矽電晶體電子裝置的抗輻射能力差不多。

在權衡了製造工藝難度和抗輻射能力之後，研究人員選用只有一層保護層的場效應管制成靜態隨機存取儲存器（SRAM）晶片，測試其抗輻射能力。檢測結果顯示，新型儲存器晶片在大幅提高耗能效率的情況下，其抵抗X射線的能力和矽晶片SRAM裝置達到了差不多的水平。

研究稱這些實驗結果表明，將來使用碳奈米管制成的場效應管制造太空旅行所使用的下一代電子儀器是個好辦法。隨著製造工藝的改進，可以考慮用上雙保護層工藝，還能抵抗更高水平的輻射。