首次提出离子液体插层方法调控二硒化铌超导电性
准二维层状材料具有丰富的物理效应，且物理特性紧密依赖于材料的维度及载流子浓度，因此对材料维度及载流子浓度的调控是实现新奇物理效应的重要途径。
清华大学周树云教授及合作者于浦教授、段文晖院士、徐勇教授、薛其坤院士等通过在层状材料中嵌入离子液体的有机阳离子，在二硒化铌（NbSe2）与有机阳离子形成的复合材料中实现了对材料维度及载流子浓度的双重调控，并通过SHMFF所属水冷磁体WM5证实了该复合材料可以获得比单晶体材料和单层薄膜样品更为优越的超导电性。
该工作表明，离子液体阳离子插层是调控样品的维度和载流子浓度的有效手段，可获得优于单晶体材料和单层薄膜的新物性。相应成果发表于Nature Physics，并同期发表 News & Views评论。>>>文章链接
| 首次在准一维金属三硒化钽中观测到大动量激子 |
物理学家认为激子可以作为一种信息传递媒介，目前相对稳定的激子只在半导体中存在，几乎所有实验发现的激子群速度非常有限，大大限制了其传递的效率。能否在金属中实现稳定激子态甚至大动量的激子态是目前未曾被实验所报道的。
香港城市大学马均章教授与瑞士保罗谢勒研究所Markus Müller、Ming Shi团队合作，结合SHMFF所属水冷磁体WM5及角分辨光电子能谱首次观测到了准一维金属三硒化物TaSe3中的多模式激子态。该研究不仅首次提出金属在特定结构下可以存在稳定的激子态，而且给出定量理论模型。
该工作扩展了激子态的存在范围，进一步促进了激子态将来在新型器件中的应用。相关成果发表于Nature Materials。>>>文章链接
 | 发现了铱氧化物超晶格中非单调反常霍尔效应现象 |
依据材料中电子-电子关联作用强度，量子材料大致被分为三类，即弱关联材料、强关联材料以及位于两者之间的中度关联材料。与强弱关联极限情况不同的是，目前尚没有合适的理论手段处理中度关联电子体系，而相关的实验工作则更少，在中度关联电子体系中关联与拓扑会有何相互作用，以及会带来何种演生现象是当前国际研究前沿。
中科院强磁场中心郝林研究员与美国田纳西大学Jian Liu教授等人合作，依托SHMFF所属水冷磁体WM5发现了具有中度电子关联强度的铱氧化物超晶格中由电子关联和电子拓扑相互作用诱导出非单调反常霍尔效应现象，证明此单带体系中霍尔电导随温度变化的非单调关系其本质是反铁磁序和载流子退局域化的自我竞争效应。
该研究为构筑中度关联电子体系相关理论提供了新的实验基础。相关成果发表于Physical Review X。>>>文章链接
| 线性正磁电阻的贝利曲率模型与实验验证 |
在拓扑材料中广泛地观测到了大的线性正磁电阻现象，而关于线性正磁电阻的解释众说纷纭，特别是贝利曲率与线性正磁电阻的关联机制一直缺乏实验证据。
中科院物理所刘恩克研究员团队生长并研究了磁性外尔半金属CoS2的高质量单晶，观测到了磁性拓扑材料中最大的线性正磁电阻现象。通过SHMFF的高场极低温物性测量系统发现，其线性正磁电阻到32T时仍未有饱和迹象。基于三维外尔模型，他们建立了拓扑材料中贝利曲率主导的线性正磁电阻的物理模型，并通过实验数据拟合提供了实验证据。
本研究将拓扑材料的线性正磁电阻与贝利曲率关联起来，可用于寻找和设计大线性正磁电阻材料，为强磁场探测技术提供核心传感材料。相关成果发表于PNAS。
| 反铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4中发现π/2周期的平面霍尔效应 |
拓扑材料中，贝里曲率和轨道磁矩是两个重要的基本物理量，对材料的物性会产生重要的影响。轨道磁矩在谷电子学和手性磁效应中具有重要作用，而相比于贝里曲率的研究，对轨道磁矩相关新奇物性的研究还非常少。
中科院强磁场中心宁伟、周建辉团队基于MnBi2Te4纳米片器件，通过SHMFF对平面霍尔效应的测量，研究了贝里曲率和轨道磁矩对其输运现象的影响。发现当体系在较高磁场下进入极化铁磁态时（磁场大于10T），平面霍尔效应的周期从π转变成π/2。同时随着温度的升高，由于体态和表面态的竞争，可以导致平面霍尔效应的非平庸演化。研究发现该平面霍尔效应来源于体态Dirac电子的拓扑轨道磁矩。
该工作揭示了轨道磁矩诱导的新颖电磁效应，也为磁性拓扑材料在低功耗自旋电子学中的应用提供了重要信息。相关成果发表于Nano Letters。>>>文章链接
| 强磁场取向阴离子交换膜助力燃料电池 |
阴离子交换膜燃料电池（AEMFC）有望使用非贵金属催化剂以及在碱性条件下更强的氧化还原活性，从而取代昂贵的质子交换膜燃料电池（PEMFC）。阴离子交换膜（AEM）作为阴离子交换膜燃料电池的核心元件，其设计对于AEMFC功率输出和性能稳定性至关重要。
天津大学尹燕教授团队借助SHMFF所属超导磁体SM1在强磁场下成功研发出一种新型取向二茂铁盐阴离子交换膜。该阴离子交换膜具有在膜的透过面（TP）方向取向排列的离子传输通道，极大地提高了阴离子交换膜燃料电池的功率输出。
该研究工作中开发的材料在可再生和清洁能源等多个领域具有应用前景。相关成果发表于Nature Energy。
 | 斯格明子多态信息存储和运算模式的直接成像 |
直接微观成像是准确、直观的研究手段，但对微纳米结构器件的定位和在强磁场低温等恶劣环境下实现对斯格明子微弱信号的成像存在技术难点。
南京师范大学马付胜教授、强磁场中心陆轻铀研究员团队利用自研的可定位微纳米级器件的磁力显微镜系统，研究了器件运算工作过程中，单个斯格明子产生、收缩/扩张和湮灭的完整形态变化，确认了斯格明子间的相互作用关系，并发现斯格明子可形成一种室温、零场稳定存在的多态结构。强磁场高分辨成像证实人工斯格明子纳米结构是可操控的“多稳定态量子器件”和“高密信息存储器”。
该研究为下一代 “多态极高密存储”、“量子计算”、“神经形态芯片” 的实现铺平了道路。相关成果发表于Applied Physics Reviews。>>>文章链接
| 表面掺杂异质层结构中的能带空间分离实现高效单线态氧生成 |
单态氧1O2在通过选择性氧化制备高附加值化学品方面具有极大的潜力。
中科大谢毅院士、张晓东教授团队首次在异质层状半导体Bi2O2SiO3上采用表面元素碘掺杂策略成功实现能带的空间分离，获得了更高的载流子浓度、更快的电荷转移以及改良的能带位置，进而实现掺杂样品1O2的高效生成。通过SHMFF证实了碘掺杂 Bi2O2SiO3 中 1O2生成路径为载流子参与的电荷转移过程。
该工作不仅为调控光催化剂的能带结构提供了实用的方法，而且增进了对氧分子活化及选择氧化反应制备高附加值化学品的了解。相关成果发表于Advanced Materials。>>>文章链接
| 一种基于铁基催化剂交叉耦合催化反应的选择性合成C-糖苷的新方法 |
经济、环保的铁基催化剂不断兴起，推动了交叉耦合技术的发展。然而，由于铁元素具有多种不同的氧化态和自旋态，同时也大大增加了其应用的难度。立体化学定义的C-糖苷因其出色的生物活性而受到重视，开发一种基于非贵金属催化剂的C-糖苷合成方法仍然具有挑战性。
新加坡国立大学Ming Joo Koh副教授、南开大学陈弓教授与中科院强磁场中心田长麟教授团队合作，通过铁基催化剂促进糖基自由基的生成，在一系列底物基础上成功合成了不同的烯基、炔基或芳族异聚基官能化的C-糖苷产品家族。通过机械控制方法和SHMFF实验条件，证实了催化反应的路径是通过Mn还原形成的低价铁络合物实现的。
该方法可用于立体选择性合成多种具备不同功能的C-糖苷以及与疾病治疗相关的类似产物。相关成果发表于Nature Synthesis。 >>>文章链接
| 效仿趋磁细菌，构建具有高效肿瘤组织穿透性的类磁小体结构 |
抗肿瘤药物的靶向递送可以有效提高药物的疗效，降低药物的毒性。由于复杂肿瘤组织环境产生的隙流体压力增加以及组织中的致密细胞外基质的限制，目前的纳米药物平均肿瘤靶向效率均低于1%，构成了肿瘤治疗中的瓶颈之一。
中科院强磁场中心王俊峰研究员团队，在研究自然界趋磁细菌生物矿化机制的基础上，效仿趋磁细菌磁小体特殊性质，仿生合成具有高效磁靶向及肿瘤组织穿透性的软铁磁性类磁小体结构纳米材料。依托SHMFF所属超导磁体SM3及配套NMR系统，利用MRI在动物层面验证了类磁小体在肿瘤组织穿透性和磁靶向性方面性能提高了一个数量级。
这项工作不仅为纳米药物磁靶向递送提供一个高效的载体，也为体外研究趋磁细菌生物矿化机制提供了新的模式系统。相关成果发表于PNAS。
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