IT之家 1 月 21 日消息，我國科學(xué)家在低溫強(qiáng)磁場精密測量領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。由山西大學(xué)主導(dǎo)，聯(lián)合中國計(jì)量科學(xué)研究院、武漢大學(xué)等國內(nèi)外多家單位合作的科研團(tuán)隊(duì)，提出了一種全新的低溫強(qiáng)磁場探測方法，將相關(guān)測量的空間分辨率提升至微米量級(jí)。

中國計(jì)量科學(xué)研究院研究員趙建亭表示，在極低溫和強(qiáng)磁場的極端條件下進(jìn)行精密測量存在挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的高精度核磁共振方法對(duì)磁場的均勻性要求極高，在復(fù)雜或不均勻的磁場環(huán)境中，測量信號(hào)會(huì)變得模糊。而新方法對(duì)此類環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)局域的高分辨率解析。

研究團(tuán)隊(duì)通過精確控制堆疊角度，制備出微米尺度的大角度轉(zhuǎn)角雙層石墨烯器件，并用高質(zhì)量材料進(jìn)行封裝。當(dāng)在強(qiáng)磁場下調(diào)節(jié)電學(xué)參數(shù)時(shí)，該器件的電學(xué)測量圖譜中呈現(xiàn)出清晰的菱形圖案，其形態(tài)類似于“中國結(jié)”。武漢大學(xué)的科研人員進(jìn)一步揭示了這一現(xiàn)象源于不同電子相之間的競爭與轉(zhuǎn)換。實(shí)驗(yàn)表明，這種量子圖案在 3 特斯拉至 30 特斯拉的寬磁場范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。

基于這一發(fā)現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)提出了一種新型磁傳感方案：圖案中特征峰之間的間距與所施加的磁場強(qiáng)度呈嚴(yán)格的線性關(guān)系。通過測量圖案中兩個(gè)特定“節(jié)點(diǎn)”的距離，就能像讀取刻度尺一樣，反推出該微區(qū)的精確磁場強(qiáng)度。山西大學(xué)副教授董寶娟解釋，這相當(dāng)于為磁場測量提供了一把微米尺寸的“標(biāo)尺”。

該方法有望推動(dòng)低溫強(qiáng)磁場探測從對(duì)整體磁場的籠統(tǒng)測量，邁向能夠繪制微觀精細(xì)分布圖的新階段。研究團(tuán)隊(duì)下一步計(jì)劃推進(jìn)該技術(shù)的片上陣列化集成，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜磁場環(huán)境的高密度、高分辨率標(biāo)定。

該研究成果已于北京時(shí)間 1 月 21 日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然-傳感》上在線發(fā)表。IT之家附論文地址：
https://www.nature.com/articles/s44460-025-00018-8

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