Le missioni spaziali, come Orion della NASA che porterà gli astronauti su Marte, stanno spingendo i limiti dell'esplorazione umana. Ma durante il loro transito, i veicoli spaziali incontrano un flusso continuo di radiazioni cosmiche dannose, che possono danneggiare o addirittura distruggere l'elettronica di bordo. Una possibilità è quella di includere nanotubi di carbonio in componenti elettronici ampiamente utilizzati, come i transistor ad effetto di campo.
Si prevede che questi tubi a ad atomo singolo renderanno i transistor più efficienti dal punto di vista energetico rispetto alle versioni a base di silicio. In linea di principio, le dimensioni ultra-ridotte dei nanotubi dovrebbero anche contribuire a ridurre gli effetti che le radiazioni avrebbero quando colpiscono i chip di memoria contenenti questi materiali. Tuttavia, la tolleranza alle radiazioni per i transistor a effetto di campo dei nanotubi di carbonio non è stata ampiamente studiata. Quindi, Pritpal Kanhaiya, Max Shulaker e colleghi stanno studiando e progettando questo tipo di transistor ad effetto di campo per resistere ad alti livelli di radiazioni per costruire chip di memoria basati su questi transistor.
Per fare questo, i ricercatori hanno depositato nanotubi di carbonio su un wafer di silicio come strato semiconduttore nei transistor ad effetto di campo. Quindi, hanno testato diverse configurazioni di transistor con vari livelli di schermatura, costituiti da sottili strati di ossido di afnio, titanio e platino metallico, attorno allo strato semiconduttore.
Il team ha scoperto che posizionare gli scudi sia sopra che sotto i nanotubi di carbonio proteggeva le proprietà elettriche del transistor dalle radiazioni in arrivo fino a 10 Mrad, un livello molto più alto di quello che la maggior parte dell'elettronica tollerante alle radiazioni a base di silicio può gestire. Questi risultati indicano che i transistor a effetto di campo dei nanotubi di carbonio, in particolare quelli a doppia schermatura, potrebbero essere un'aggiunta promettente all'elettronica di prossima generazione per l'esplorazione spaziale.