近日,岭南师范学院物理学院骆鹤尹团队研发的二维异质结超薄型可穿戴式磁感与磁存一体化探头引发行业震动。这款厚度仅相当于人类发丝百分之一的柔性磁探头,凭借其突破性的磁电耦合效应与超低功耗设计,为生物医疗监测领域带来革命性技术突破。
在指导教师吴旭明教授的带领下,"芯磁科技"团队历时两年攻克技术难关,通过分子束外延技术成功制备出Fe3GeTe2磁性异质结与二维半导体复合材料,构建出垂直型隧道结结构。该团队创新设计Cr3Te4/MoSi2N4/Fe3GeTe2三明治结构,通过高通量计算优化界面原子配对,使器件获得0.68meV/atom的垂直磁各向异性,配合自旋轨道耦合效应,实现0.05nT/Hz的磁场感知分辨率,灵敏度达0.1nT,温漂率低于0.01%/℃,在0℃-50℃宽温域内保持稳定性能。

磁探头模型
技术突破体现在参数指标上。团队采用CMOS兼容工艺将器件尺寸压缩至0.5mm²,功耗较传统设备降低80%,同时保持高度柔韧性,可承受30%形变而不影响性能。这种特性使其能够无缝集成于可穿戴设备中,通过磁电耦合效应同时实现生物电信号(如癫痫脑电波、心电信号)探测与数据存储,为慢性病管理提供连续监测解决方案。
在应用场景拓展方面,该探头已展现出巨大潜力。在穿戴式健康监测仪中,可实时追踪心率、血压等生理指标;在手术机器人领域,其毫米级空间分辨率助力病灶精准定位;在康复机器人系统,则通过肌肉电信号解码实现运动功能评估。特别值得关注的是,团队开发的神经网络算法可将磁场信号转化为三维生物磁场图谱,使心肌缺血定位精度提升至毫米级。

互联网加路演现场
目前,该成果已获广东省"冲补强"重点学科专项等5项省级资助,申请8项核心专利(含3项发明专利),相关技术被《中国医疗设备网》等权威媒体专题报道。团队正与多家三甲医院合作开展临床试验,计划未来三年内将产品应用于脑机接口设备,为帕金森病、癫痫等神经性疾病提供非侵入式监测手段。
这项突破不仅标志着我国在柔性磁传感领域达到国际先进水平,更通过"磁电耦合+柔性智能"的技术融合,为数字医学发展开辟了新路径。随着技术的持续迭代,可穿戴式磁探头有望成为未来智慧医疗体系的核心感知节点,为慢性病防控与精准医疗提供关键技术支撑。