轻量化卫星通信系统上天了, 反铁磁材料也能“写”信息了。
发布日期:2026-02-13 19:01 点击次数:188
2026年1月29日凌晨,《自然》杂志一口气上线两篇复旦大学的研究论文,不是短讯,不是评论,是正儿八经的Article长文。一篇讲的是用原子层厚的二维半导体做出来的抗辐射射频系统“青鸟”,已经真正在天上跑起来了;另一篇说的是在一种叫CrPS4的薄薄材料里,第一次看到反铁磁体像铁磁体那样“啪”一下整体翻转,稳稳地锁定两个状态。
“青鸟”不是单个芯片,是一整套能发能收的无线通信系统,装在2024年9月打上去的“复旦一号”卫星上。它没靠厚厚的铅壳遮辐射,而是靠材料本身的结构扛住了太空里的高能粒子。地面模拟辐照做到10兆拉德,是国内目前最高的等级。它还顺手把复旦校歌传回了地球——这不是炫技,是验证信号链路通不通、稳不稳。
以前做卫星通信,抗辐射基本靠“硬扛”:加屏蔽、冗余、降温,结果越做越重,成本越高,寿命越短。而“青鸟”试的是另一条路:从原子层开始重新设计材料,让器件自己“皮实”。这不是实验室里摆拍的数据,是真在轨运行了几个月,数据已经回传分析完毕。
另一头,物理系吴施伟、袁喆团队盯的是另一块“难啃的骨头”:反铁磁材料。它不像铁磁体那样有磁性指针能被轻易拨动,宏观上几乎“没反应”,所以一直被叫作“有趣而无用”。这次他们在CrPS4里发现,加个外磁场,所有磁性层会一起翻,不是乱翻,是清清楚楚地在两个方向之间来回切换,而且每次都能回到原位。这种“集体动作”以前只在铁磁体里见过。
他们自己做了台磁光显微镜,不用液氦,能看清微米大小的样品在磁场里怎么动。再配上二次谐波技术,就像给反铁磁体装了台高清慢动作摄像机。以前看不清,现在能拍到它怎么翻、翻多快、翻得齐不齐。论文里说翻转速度在皮秒级——一秒钟里它能翻上万亿次。
这两件事表面不搭界,背后其实是同一种思路:先搞懂底层物理,再选对材料,再做成器件,最后丢进真实环境里试试。不是为发论文而做,是奔着“能不能用”去的。一个上天,一个在显微镜下动,但都在突破各自领域的“第一次”:第一次在轨验证原子层半导体通信系统,第一次实现反铁磁体确定性双稳态翻转。

“青鸟”的论文没写带宽多少、速率多高,也没说能连多少终端;反铁磁那篇也没说马上就能替代手机里的内存。它们都还处在“能走稳第一步”的阶段。实验室里做出样片,和工厂里量产,中间隔着提纯、对准、良率、接口、可靠性……一大堆活儿。但至少,路标立起来了。
复旦的两个团队,一个在微电子楼里画版图、调工艺、焊电路;一个在物理楼里调激光、控磁场、看图像。他们用的设备不是全进口,不少是自己搭的;用的材料不是现成买来就用,是反复试错调出来的;发的论文不是改来改去凑热点,是盯着一个坎儿,几年不动摇地凿。
《自然》一天登两篇,不是运气好撞上的。是有人十年磨一剑,有人几代人接棒干,最后在同一个时间点交出答卷。它们没喊口号,没贴标签,只是安静地把实验数据、图像、参数一列,结论就出来了。
“青鸟”现在还在天上飞;反铁磁那篇的原始数据,还在服务器里跑第二轮分析。
事情就这样发生了。