石墨烯等二维材料中的电子具有自旋和谷赝自旋等多重自由度。通过在石墨烯中引入原子级缺陷结构，有望实现一系列新奇而丰富的量子物态。我们利用低温强磁场扫描隧道显微镜(STM)系统，直接证实石墨烯中的单原子缺陷存在局域自旋磁矩，并利用针尖操纵技术在原子尺度上实现了对磁矩的调控；证实石墨烯中的单原子缺陷可以等效为原子尺度的子格赝自旋涡旋，并将赝自旋在涡旋的绕数与石墨烯的Berry相位巧妙地结合，提出在零磁场下测量石墨烯体系Berry相位的普适方法；通过对石墨烯中单原子缺陷可控地充放电，发现随着缺陷带电量的增加，其引起散射势的尺寸逐渐变大，这极大地抑制了谷间散射的强度和影响范围，同时谷间散射表现出明显的电子-空穴不对称性；证实二维材料中的原子级缺陷结构会引起局域的晶格畸变，并提出层间范德华相互作用可以有效抑制该晶格畸变，同时，原子级缺陷可以大大减小层间耦合的强度。

张钰，女，2021年于北京师范大学获得理学博士学位，现为北京理工大学副教授、博士生导师。主要从事二维材料中新奇量子物态的探测与调控研究，2016年至今以第一/通讯作者发表SCI论文20余篇，包括4篇PRL，2篇Nano Lett., 1 篇Sci. Bull., 6篇PRB等。获得“北京市优秀博士学位论文”和“北京市优秀毕业生”等荣誉。