我国科学家创新低温强磁场探测方法 实现精准成像
（图片来自网络）
由山西大学主导、国内外多家单位合作的科研团队，提出全新低温强磁场探测方法，突破传统测量局限，将低温下强磁场测量空间分辨率提升至微米量级，实现给磁场拍出高清照。相关成果北京时间1月21日在线发表于国际学术期刊《自然-传感》。
论文通讯作者、中国计量科学研究院研究员赵建亭表示，在低温强磁场探测领域，现有核磁共振法虽然精度高，但对待测磁场均匀度有极高要求，复杂环境易导致测量信号模糊；新方法则具备独特优势。
该科研团队通过将两层单晶石墨烯进行精确转角堆叠，并用高质量六方氮化硼封装，构建了微米尺度的大角度转角双层石墨烯器件。在强磁场环境下，该体系展现出独特的量子化特征——当调节垂直电位移场和载流子浓度时，电学测量图谱中呈现出一幅幅清晰的、类似“中国结”的菱形图案。
图为量子化“中国结”（受访单位供图）
武汉大学科研人员进一步揭示了“中国结”形成的物理机制：“中国结”源于电子相之间的竞争与切换，且这种量子化特征在3特斯拉至30特斯拉的宽磁场范围内均能保持清晰稳定。
基于此，团队提出一种新型的低温磁传感方案：利用“中国结”图案中特征峰间距与磁场强度之间的严格线性关系，只需测量“中国结”中两个“节”之间的间距，就能如同读取刻度尺一样，精确反推出磁场强度。
论文第一作者、山西大学光电研究所副教授董宝娟说，新方案利用了微纳器件的量子特性，相当于为磁场测量提供了一把微米级的“标尺”。她表示，对比传统方法，新方法能在不均匀磁场中进行局域高分辨率解析，有望让低温强磁场探测从“模糊轮廓”进化为精细的“微观地图”。下一步，团队将继续推进该技术的片上阵列化集成，以实现对复杂磁场环境的高密度、高分辨标定。
（声明：该内容经AI精编）
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