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近年來，磁振子電子學在信息計算和信息傳輸領域表現出了極具價值的應用潛力。磁振子電子學利用以磁振子為載體的電子自旋進動來實現信息處理，有望實現無熱量產生、低耗散的信息傳輸，相比于傳統意義上通過操縱電荷來實現信息的處理的微電子學具有無可比擬的巨大優勢。磁振子電子學領域的進展很大程度上依賴于能夠有效傳輸磁振子的新材料的發現，而獲得長距離的磁振子輸運始終是磁振子電子學研究的重中之重。與通常的三維磁性絕緣體（如Yttrium Iron Garnet）相比，二維尺度下的磁振子被理論預言有很多的新穎物理效應，例如自旋能斯特效應，拓撲磁振子，以及外爾磁振子等。 在最新的研究文章中，量子材料科學中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開工作并取得了重要進展，觀測到了二維反鐵磁體系中磁振子的長距離輸運。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測量磁振子輸運的非局域器件，器件結構如圖A所示。器件左側Pt電極通過熱方法來注入磁振子，右側Pt電極探測在二維MnPS3中擴散傳輸的磁振子。在二維反鐵磁MnPS3中，實驗上觀測到了幾微米的磁振子擴散長度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測端距離的增加，探測到的非局域信號表現出e指數衰減的形式，跟一維漂移擴散模型的理論模型一致。在此基礎上，他們還系統研究了MnPS3厚度對磁振子弛豫性質的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強的表面雜質散射效應導致的。 該文章中的結果具有重要的學術價值：二維材料中的磁振子輸運實現為二維磁性材料在磁振子電子學的應用與發展奠定了基礎，也有望推動磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運測量結構示意圖。（B）自旋信號R_NL^*隨電極間距的依賴關系，與理論預言的e指數衰減吻合。（C）磁振子弛豫長度隨MnPS3厚度的依賴關系。 該工作于2019年2月7日在線發表于物理學術期刊Physical Review X上(Phys. Rev. X 9, 011026 (2019) )。 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.011026。該工作由韓偉研究員設計和指導完成，北京大學量子材料科學中心2015級博士生邢文宇為文章第一作者，物理學院2015級本科生邱露頤為第二作者（今年9月份將去哈佛大學讀博士），韓偉研究員為文章通訊作者。本工作的順利完成得到了量子材料科學中心賈爽教授和謝心澄院士的合作幫助，以及國家重大科學研究計劃、國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項的支持。

中國科學技術大學微尺度物質科學國家研究中心和生命科學與醫學部陳宇星教授、周叢照教授、孫林峰教授課題組合作，利用冷凍電鏡技術解析了人類膽汁鹽外排蛋白ABCB11的近原子分辨率三維結構，為深入理解該類膜蛋白的轉運機制以及其突變引發的致病機理提供了基礎。該研究成果在線發表在《Cell Research》上。研究表明，膽小管上的ABC膜轉運蛋白ABCB11是膽汁鹽外排到膽小管中最重要的蛋白。該蛋白編碼基因突變會導致各種膽汁淤積病癥。自發現該基因的近20多年來，對ABCB11的研究報道持續不斷，但人們對該蛋白轉運膽汁鹽的機理仍然不清楚。作者借助冷凍電鏡技術解析了該蛋白開放狀態下的3.5 ? 高分辨率的三維結構。該蛋白由1321個氨基酸殘基組成，以單體的形式發揮功能。結構上包含兩個彼此靠近的跨膜結構域（TMD）和兩個分開的胞內核算結合結構域（NDB）以及一個N端的α螺旋，整體呈現對肝細胞內開放的構象。根據該結構提供的三維空間信息，作者對臨床上該蛋白的突變體致病機理進行了分析。作者發現，臨床樣本的突變會破壞蛋白質分子內部的相互作用，或者使蛋白錯誤折疊，導致蛋白質轉運功能降低或者完全喪失，最終引發相關疾病。作者還對一系列膽汁鹽以及兩種抑制劑（利福平、格列本脲）的刺激ATP水解活性的進行了驗證，發現利福平和格列本脲以競爭方式抑制該蛋白的活性，這也是服用這類藥物導致肝損傷的主要原因之一。

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