（通讯员 胡浩）5月10日，国家脉冲强磁场科学中心2021年度代表性工作评选结果揭晓。经过个人申请、材料审核、答辩评审、网站公示，最终“发现钙钛矿中强磁场诱导室温自旋极化发光效应”等5项成果入选中心2021年度代表性工作。

2021年度代表性工作入选成果简介（排名不分先后）

发现钙钛矿中强磁场诱导室温自旋极化发光效应

主要完成人：韩一波、张坤、赵健、黄瑞琴、马永富

图a为CsPb(Cl/Br)₃:Mn电子轨道，b、c为磁场下圆偏振发光测试和结果，d为圆偏振度

磁场诱导的半导体激子自旋极化是实现自旋发光二极管、自旋场效应管等自旋电子学器件的基础。在传统半导体中，由于热涨落会使自旋分布随机化，自旋极化需在极低温才能实现，极大地限制了其应用范围。该研究小组研制了铯铅氯钙钛矿纳米晶，利用锰离子掺杂在激子中注入自旋、溴离子部分取代调控八面体对称性，然后在35T脉冲强磁场中测量光致发光的圆偏振度，进而研究其自旋极化效应。结果表明，掺杂和取代不仅增强了低温自旋极化，而且极大提高了圆偏振度的温度稳定性，首次在室温下观测到激子自旋极化引发的圆偏振发光，圆偏振度达4.6%。这一发现为利用轨道有序增强自旋极化提供了新的思路，并为钙钛矿半导体材料在自旋电子学领域的应用铺平了道路。

用户清华大学王亚愚教授团队利用强磁场在陈绝缘体中发现新拓扑物态

主要完成人：杨明、王俊峰

超强磁场下陈绝缘体的拓扑相变研究：a-d为MnBi₂Te₄样品中陈绝缘体态随着栅极电压V_g和磁场μ₀H的演化；e-f为强磁场下的能带结构模型。

以拓扑绝缘体为代表的拓扑量子材料是近年来凝聚态物理的重要研究领域。王亚愚教授团队借助脉冲强磁场下微纳器件的输运测量技术，在本征磁性拓扑绝缘体MnBi₂Te₄中发现了陈绝缘体在高达61T的超强磁场下存在一个以零级霍尔平台和螺旋式边缘态输运为典型特征的新拓扑物态。该团队提出了强磁场中朗道能级和塞曼效应诱导的能带反转协同作用的图像，利用陈数符号相反的螺旋式边缘态来解释这种强磁场下零级霍尔平台的出现，并通过不同器件构型下的强磁场非定域电阻测量，验证了这种陈数符号相反的螺旋式边缘态的存在。该项工作首次发现陈绝缘体在强磁场作用下演化到一个具有螺旋式边缘态的新拓扑量子态，对于研究磁有序与拓扑的相互作用，以及在极端条件下创造新奇拓扑量子物态具有重要价值。

用户剑桥大学Suchitra Sebastian取得系列高温超导体研究进展

主要完成人：朱增伟、左华坤

利用强磁场揭示铜基高温超导体中赝能隙新特性：(a)利用PDO测量更好质量的YBCO单晶得到的量子振荡图；(b)展现出具有二维特性的量子振荡特征；(c)揭示出铜基超导体在赝能隙区域具有独立的费米面；(d)利用磁电阻电阻表现出明显不同的非常规量子涡旋物质基态的特点；(e)新的包含赝能隙区域中量子磁通物质相的超导相图。

高温超导机理是目前物理学面临的一个重大科学难题，至今仍然没有得到解决。剑桥大学Suchitra E. Sebastian教授团队借助脉冲强磁场设施提供的强磁场和低温实验条件，并与其它设施合作一起测量了不同电流下样品电阻随温度和磁场的依赖行为。实验表明，样品的电阻表现出明显不同的非常规量子涡旋物质基态的特点：消失的电阻、磁滞以及非欧姆输运等。在此基态中，量子振荡与d波超导能隙的共存亟需一种新的赝自旋的模型来解释。合作成果发表在PNAS 118，e2021216118(2021)；并利用PDO技术测量了YBCO铜基超导体的非接触电阻，得到了YBCO中的量子振荡和费米面的信息，为揭示铜基超导体中小费米口袋相关的量子振荡具有一个孤立的二维费米面口袋特征提供了实验依据,合作成果发表在Nature Physics 16,841(2020)。

磁性软体机器人可控磁化及驱动技术开发

主要完成人：曹全梁、李亮、巨雨薇、谢延、姚健鹏、孙宇轩、刘锐奇、文昊、韩小涛、吕以亮

磁性软体机器人的磁驱动系统、磁化原理及应用案例展示

磁化及磁驱动技术是实现磁性软体机器人复杂、精准操控任务的关键和共性技术。围绕这一议题，本项目团队发明了脉冲强磁场聚焦式直接磁化技术，实现了软体机器人内部磁化路径可控编程及重构，并开发了基于时间/空间非对称磁场激励的磁驱动策略及三维磁驱动平台，成功研发水陆两类磁控仿生机器人（仿尺蠖、仿水母）、多臂携物滚动软体机器人、磁控软体抓手以及磁控导管导丝等，为开展医用磁控软体机器人技术及样机开发奠定了基础。相关研究成果包括Nano Energy论文1篇、发明专利3项（授权）、1项PCT国际专利进入美国专利申请阶段。

低温厅安全管理工作获评校级唯一五星

主要完成人：刘梦宇、周建玲、游俊、杜浪、操凌云、陶天逸、施江涛

低温厅获评全校唯一的安全管理五星称号

为了契合中心的发展需求，提高低温系统运行效率和安全管理，做好对中心师生及用户的低温技术服务，2021年在中心安全小组的大力支持下，根据学校设备处指导的6S安全管理指南，低温厅在制度建设、管理举措、安全保障条件建设、安全检查与隐患整改等进行了全面的自查与完善。低温厅设备繁杂、安全风险源多，风险等级较高被评估为四级，完善安全管理工作尤为重要。通过将物理空间合理分配，功能细分并分区管理，针对各类风险源完善台账记录，低温厅在实设处样板间评星挂牌检查评比中以全校唯一五星实验室取得第1名。