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【NASA下一个顶级旗舰任务——纳米合金晶体管将应用于欧罗巴快船】
美国一位科学家和他的学生几十年来一直在研究硅锗异质结双极晶体管SiGeHBT ， 发现它们在欧洲等极端环境中具有独特优势 。 项目调查员解释说：“由于它们的制造方式 ， 这些设备实际上能够在极端条件下生存下来 ， 而不会对底层技术本身做出任何改变 。 ”
今年是美国宇航局海洋世界生命探测计划COLDTech三年拨款的第一年 ， 该项目旨在为即将到来的欧罗巴表面任务设计电子基础设施 。 美国宇航局计划于2024年发射木卫二快船克利伯号任务 ， 这是一艘轨道航天器 ， 将绘制木卫二地下海洋地图 ， 然后它将部署一辆着陆车 ， 在冰层中钻孔并探索海洋 ， 这一切都需要能够在欧罗巴极端环境中工作的电子设备 。
与地球一样 ， 科学家们推测木星极大可能也有一个液态金属核 ， 它能产生磁场 ， 从撞击的太阳风中产生高能质子和电子辐射带 。 不幸的是 ， 作为木星的卫星 ， 木卫二正好位于这些辐射带上 。 实际上 ， 任何设计用于木卫二表面的技术不仅需要能够经受寒冷的温度 ， 还需要能够经受太阳系中遇到的最恶劣的辐射 。
幸运的是 ， SiGeHBT非常适合这种恶劣环境 。 SiGeHBT在典型的双极晶体管中引入纳米级Si-Ge合金 ， 以纳米工程化其性能 ， 有效生产速度更快的晶体管 ， 同时保持传统硅晶体管的规模经济性和低成本 。 SiGeHBT具有在极端辐射暴露下保持性能的独特能力 ， 并且其性能在较低温度下会自然改善 ， 这种独特的组合使它们成为探索木卫二的理想选择 。
这位科学家解释说：“这不仅仅是做基础科学和证明SiGe有效 ， 实际上 ， 我们正在开发NASA在木卫二上使用的电子设备 。 我们知道SiGe可以承受高水平的辐射 ， 我们也知道它可以同时完成这两项任务 ， 这是木卫二表面任务所需的 。 ”
为了测试其具体性能 ， 科学家们使用了JPL的Dynamitron ， 一种在极低温度下发射高通量电子的机器 ， 在欧罗巴型环境中测试SiGe 。 他们将SiGeHBT暴露于100万伏电子下 ， 辐射剂量为500万拉德（200至400拉德就可以致命） ， 辐射温度为300、200和115开尔文（-160摄氏度） 。
“以前从未做过 ， 这实质上是我们所声称的SiGe确实能在欧罗巴表面条件下生存下来的确凿证据 。 ”在接下来的两年里 ， 科学家们将从SiGe开发出可用于Europa的实际电路 ， 更重要的是 ， 这些设备可以在几乎任何空间环境中无缝使用 ， 包括在月球和火星上 。
科学家们说：“如果欧罗巴是太阳系中最糟糕的环境 ， 你可以建造这些设备在欧罗巴上工作 ， 那么它们在任何地方都能工作 ， 这项研究将我在佐治亚理工大学团队长期以来所做的研究结合在一起 ， 展示了这些技术的真正有趣和新颖的应用 ， 我们自豪地利用我们的研究来开拓新的创新领域 ， 从而实现新的应用 。 ”
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