低温强磁场是研究量子材料、超导机理以及新型电子器件的重要实验条件。然而，强磁场并非总是“平整”的：微纳尺度器件周边、存在结构缺陷的材料内部，或在多源磁场叠加的实验环境中，磁场往往伴随空间梯度与局域起伏。磁场分布一旦复杂，传统测量手段就面临“看不清、分不细”的难题，难以为材料机理解析和器件调控提供足够可靠的局部信息。如何在低温条件下对强磁场进行高分辨率、可视化的空间探测，成为对应的领域长期关注的关键问题。 造成这个瓶颈的核心原因，在于现有高精度技术对测试条件要求苛刻。以核磁共振方法为例，其对待测磁场均匀性依赖较强，适用于高度均匀的场环境；一旦磁场存在明显梯度，信号会出现展宽或混叠，进而削弱对局部磁场差异的辨识能力。在一些典型实验中，研究者需要既维持极低温度，又施加高强度磁场，还要兼顾样品位置、器件走线、屏蔽结构等多重限制，磁场不均匀往往难以完全避免。测量手段与真实场景之间的矛盾，使得“高精度”与“强适应性”难以兼得。 针对上述难题，山西大学主导的科研团队提出了一条不同于传统路线的探测思路：利用二维量子材料在强磁场下表现出的可读出量子化特征，将其转化为对磁场变化更敏感、更具空间分辨优势的“指纹信号”。团队采用类似“搭积木”的构建方式，将两层单晶石墨烯进行精确转角堆叠，并以高质量六方氮化硼封装，形成微米尺度的大角度转角双层石墨烯器件。在强磁场条件下，当调节垂直电位移场与载流子浓度时，电学测量图谱中出现清晰、规则的菱形结构，形态近似“中国结”。研究团队据此建立新的测量与解析方法，将低温强磁场探测的空间分辨率提升至微米量级，为强磁场的精细“成像”提供了可行路径。 这一进展的影响，首先体现在为复杂磁场环境提供了更具操作性的测量工具。微米级分辨率意味着研究者可以在更接近器件真实工作尺度的条件下，观察局域磁场差异与电子输运行为之间的对应关系，从而减少“平均化”测量带来的信息损失。其次，该方法有望增强低温强磁场平台的综合测量能力：在探索非常规量子态、拓扑效应以及相关相变过程中，局部磁场细节往往决定实验可重复性与数据解释的一致性。更高分辨率的磁场探测，将为材料筛选、器件结构优化和参数窗口确定提供更精确的依据。再次，这类基于二维材料的探测方案，在集成化、微型化上具备潜优势，有助于推动实验测量从“单点读数”向“空间分布解析”拓展。 从对策角度看，面向低温强磁场测量需求的提升，需要在材料、器件、算法和平台协同上同步推进。一上，应继续提升二维材料与封装工艺的一致性与可靠性，保证器件强磁场、低温和多次循环条件下的稳定工作；另一上，需要围绕量子化特征与磁场之间的映射关系，建立更标准化的标定流程和误差评估体系，避免将器件缺陷、温漂或电噪声误判为磁场变化。此外，还应推动该类探测器与现有强磁场装置、低温扫描平台的耦合验证，形成可推广的实验方案，使新方法从实验室“可实现”走向工程化“可复用”。 展望未来，随着强磁场科学装置和低温实验技术持续发展，对磁场测量的要求将从“测得准”深入走向“测得细、测得全、测得稳”。此次研究提供的思路表明，利用量子材料在极端条件下的独特响应，有望开辟新一代测量与传感路径。若能在更宽磁场范围、更复杂磁场梯度以及更大面积阵列化探测上取得进一步突破，其应用前景可延伸至量子材料表征、微纳电子器件调试、磁场质量评估以及相关基础物理研究等方向，并为高端实验平台的测量能力升级提供支撑。
从传统测量的局限到创新技术的突破，这项研究成果不仅表明了我国科研人员的智慧与毅力，更表明了基础科学研究对国家科技发展的重要支撑作用。随着科学探索的不断深入，相信这项技术将为人类认识微观世界、攻克科学难题打开新的窗口。