在低溫強磁場探測領域，一項突破性成果為科學界帶來了全新視角。由山西大學牽頭，聯合國內外多家科研機構組成的團隊，成功研發出一種新型探測方法，將低溫環境下強磁場測量的空間分辨率提升至微米級別，相當于為磁場拍攝出"高清照片"。這一創新成果近日發表于國際權威學術期刊《自然-傳感》。
傳統核磁共振技術雖以高精度著稱，但對磁場均勻性要求極為嚴苛。中國計量科學研究院專家指出，當磁場存在梯度或環境復雜時，測量信號會顯著失真。新方法通過構建特殊量子體系，有效突破了這一瓶頸?？蒲袌F隊采用類似"分子積木"的精密工藝，將兩層單晶石墨烯以特定角度堆疊，并用六方氮化硼進行封裝，最終制成微米級轉角雙層石墨烯器件。
在強磁場作用下，該器件展現出獨特的量子化現象。當研究人員調節垂直電場和載流子濃度時，電學測量圖譜中呈現出規則排列的菱形結構，其形態酷似傳統中國結圖案。武漢大學參與研究的科學家解釋，這種特殊圖案的形成源于電子相間的動態競爭與轉換過程。實驗數據顯示，該量子特征在3至30特斯拉的寬磁場范圍內保持高度穩定。
基于這一發現，團隊開發出新型磁傳感方案。通過精確測量"中國結"圖案中特征峰的間距，即可建立與磁場強度的線性對應關系。山西大學光電研究所副教授形象地比喻："這相當于為磁場測量定制了一把微米級的量子標尺。"與傳統方法相比，新方案在復雜磁場環境中表現出顯著優勢，能夠實現局部區域的高分辨率解析。
目前，科研團隊正著力推進該技術的片上集成研究。通過構建陣列化傳感器網絡，有望實現對復雜磁場環境的高密度標定。這項突破不僅為凝聚態物理研究提供了新工具，更可能在量子計算、超導材料等領域催生重要應用。
