晚上10点，智能科学学院智能传感与探测实验室，李裴森和团队伙伴们紧张地盯着磁电阻效应测试仪。

这一次的测试，是李裴森和团队为磁传感器制备的核心部件——磁隧道结能否从理论“变现”的关键环节。磁隧道结相当于磁传感器的“神经末梢”，它有着独特的结构：上下两层是铁磁层，中间一层是厚度仅有1至2纳米的绝缘层，被戏称为“三明治”。

高性能小型化磁传感器是磁异探测、地磁导航等应用的核心器件，国际最先进的磁探测系统已达到千米以上的水下目标探测能力，而国内的磁探测则存在较大差距，主要瓶颈就在于它的核心器件——磁传感器。要提升磁探测水平，必须先攻克磁传感器这一关。

在以往的磁传感器中，“三明治”中间的绝缘层是氧化镁等材料，做出来的磁传感器灵敏度不够，噪声大，离开发磁探测系统还有很大距离。

“如果把中间的绝缘层换成新材料会不会带来惊喜？”在此之前，为了改进磁传感器的性能，李裴森曾将多铁材料创造性地引入到“三明治”结构中，相关工作被国内外专家认为是应变电子学的开创工作之一。

这一次，在材料界刚刚“崭露头角”的石墨烯走进了他们的视野。但当时国内这方面的研究还处于起步阶段，缺资料、少经验，对于博士刚毕业的李裴森来说是个全新的挑战。李裴森和团队成员边学习边实验，发现新问题寻找新方法成了他们的常态。

经过反复计算和大量仿真实验，终于证明如果用新材料石墨烯做“三明治”的“夹心”，高性能磁传感器的灵敏度将有可能提升几个数量级。

然而，这层“夹心”发生在几个纳米厚的原子层及其界面上，研制工艺的难度可想而知。这块“难啃的骨头”落在了李裴森的身上。能将自己之前的理论实现，李裴森“光想想就很激动。”

但满怀期待地完成第一个版本的“三明治”，李裴森就“抓狂”了。

“器件都是短路的，没一个能用。”按照理论，明明所有环节都是对的，可结果就是不尽如人意。李裴森又从头开始，一步步排查。他和团队另一位成员“蹲守”在苏州纳米技术研究所，一待就是四个月。每天琢磨做“三明治”的新工艺，做测试，常常为了微小的差距反反复复调试。

原本工艺中所用的“转移石墨烯”法，即用胶作为载体把石墨烯转移到电磁层上，做出的磁隧道结总是和理论水平有差距。

李裴森又大胆地往前迈了一步，向新的工艺制备方法发起冲击。他和团队决定直接用“原子叠积木”的方式，先用铁磁层“打地基”，再外延生长石墨烯，以此逐级往上“长”。新的方式虽然步骤复杂，但避免了材料与水溶液、空气等接触，保持了所制备界面的特性。

功夫不负有心人，石墨烯“三明治”顺利通过了磁电阻效应测试，他所在的团队基于此研制的磁敏感体灵敏度突破了国内外原有水平。2019年，基于石墨烯磁隧道结研制的三轴磁传感器参加了某重大专项的航空磁探测试验，取得了可喜的效果。

用全新材料，用全新方法，李裴森永远有一股敢“尝鲜”的“闯劲”。下一步，他在思考把超导、拓扑磁性等新材料引入到“三明治”结构中来，让磁传感器灵敏度更高，噪声更低，抗干扰性更强......