我国实现低温强磁场微米级精密测量突破

我国科研团队在低温强磁场精密测量领域取得突破性进展。由山西大学牵头，联合中国计量科学研究院、武汉大学等多家国内外机构组成的科研团队，成功研发出一种新型低温强磁场探测技术，显著提升了测量的空间分辨率，达到微米级别。

据中国计量科学研究院研究人员介绍，极低温与强磁场共存的极端环境对精密测量技术提出了极高要求。传统核磁共振方法依赖高度均匀的磁场条件，在面对非均匀或结构复杂的磁场时，信号易受干扰而模糊不清。新提出的探测方法则展现出更强的环境适应能力，能够在局部区域实现高分辨的磁场解析。

研究团队通过精准调控堆叠角度，构建了微米尺度的大角度转角双层石墨烯器件，并采用高性能材料进行封装保护。实验中，在施加强磁场并调节电学参数时，器件呈现出清晰的菱形电学图谱，其形态与中国传统结饰相似。来自武汉大学的研究人员进一步发现，该现象源于多种电子相之间的相互竞争与动态转变。测试结果显示，这种量子图样在3特斯拉至30特斯拉的宽磁场范围内均能稳定存在。

基于这一特性，团队提出了一种创新的磁传感机制：图谱中特征峰间的间距与外加磁场强度之间呈现严格的线性关系。通过读取图谱中两个特定节点之间的距离，即可像使用刻度尺一样直接推算出微区内的精确磁场值。山西大学相关研究人员表示，这相当于为微观磁场测量提供了一把尺寸仅为微米量级的“标尺”。

该技术有望推动低温强磁场测量从宏观整体评估向微观空间精细成像的跨越。研究团队后续将致力于该方案的片上集成与阵列化设计，目标实现对复杂磁场环境的高密度、高分辨率同步标定。

此项研究成果已于2026年1月21日在国际学术期刊自然-传感发表。