我们把传统的低温强磁场探测技术给升级了，这一突破实现了微米级高分辨率磁场成像。低温和强磁场环境是探索量子态奥秘的关键条件，不过怎么才能在这些极端条件下高空间分辨率地测磁场呢？这一直是国际学界面临的难题。过去主流探测手段在遇到复杂不均匀磁场时往往不行，信号变得模糊，难把磁场画出来。山西大学牵头联合中国计量科学研究院、武汉大学还有一些国际单位组成研究团队给这个难题想出了解决办法。 这次研究把类似精雕细琢的方法用在了两层单晶石墨烯上，把它们按照特定角度叠起来，用六方氮化硼封装保护起来。然后在这个器件上施加强磁场和低温环境，再用电学手段调节内部条件，团队在测量结果里看到了一些菱形图案。武汉大学的专家说这个图案叫量子化“中国结”，它的形成是因为体系中不同电子相之间激烈竞争并动态变化。 这种“中国结”特征在宽范围内都很稳定，这个发现给了研究者很大信心。“中国结”中的特定峰间距跟周围磁场强度成线性关系，也就是说可以像读精密刻度尺一样测峰值间距来反推局域位置的磁场强度。“传统方法容易失焦”，这个方法靠的是微米尺度器件和“中国结”响应对局部磁场敏感，能直接拍摄出高清照片。 这项成果在1月21日北京时间被发表在《自然-传感》上，引起国际关注。这项研究展示了跨单位、跨学科协作的力量，为高温超导、拓扑材料研究等领域提供了工具。团队下一步要推进片上阵列化集成研究，实现大面积复杂磁场高密度、高分辨率标定。从基础研究出发走到自主创新的道路上，给我国科学技术领域占领高地作出了贡献。