11月2日，物质科学公共实验平台邀请浙江大学电镜专家田鹤研究员做“电荷与自旋相关电子显微学成像方法的探索”的报告。在报告中，田鹤研究员介绍了开发微观尺度相位、角动量信息探测方法，自主开发同轴电子全息探测方法，轨道角动量涡旋电子显微学方法以及涡旋电子用于微纳尺度的操控。
田鹤研究员利用自主发展的电子显微学方法，在纳米乃至原子尺度对各物理量间耦合关系开展研究，有针对性的探知耦合本质与性能的依存关系，并探索性能调控的途径。有序性是贯穿凝聚态物理与材料科学的关键课题之一。磁性系统和极性系统按其特定的有序分类，表现为铁磁性/铁电性和反铁磁性/反铁电性。在实现原子尺度对极化单元的直接、动态观测的基础上，通过探索多铁材料BaFe2Se3在多重外场下的结构演变，展示了铁梯中原子演化的动态过程，指出了亚铁电体的独特特性，包括各极性单元的多重转变温度、分离的补偿点和独立极化演化规律。明确区分了固体中的亚铁电体和铁电体，形成了一个真正独立的极性材料分支。(npj Quantum Materials 5 (2020) 49)
铁电材料中富含多种形态的有序结构，具有丰富的畴形态与可调制畴密度。田鹤研究员研究了铁电极性结构的可控拓扑转变，实现了原子级分辨的实时拓扑转变动态观测。这种动态演化的原子尺度观察，揭示了铁电纳米器件中拓扑铁电畴的调制模式与应用潜力。这些发现促进了目前对外场操纵的铁电拓扑结构转换，及其在多层膜中起源的理解，最终将推动铁电拓扑结构材料的设计，以实现其在微电子领域的潜在应用。 (Nature communications 10 (2019) 4026) 发现了晶格调控可突破极限尺寸对铁电极化的抑制作用。实现了四方相BiFeO3薄膜在室温二维极限尺度下的铁电序；证实了极限尺度下（一个单胞厚）的BiFeO3薄膜，所具有的超强铁电性与自发的面外极化；揭示了铁电极化产生、稳定和转化的物理机制。(Nature communications 9 (2018) 3319)
田鹤研究员还开发了“低束流密度成像三维重构技术与算法”，成功解决了电子束辐照敏感材料成像与三维重构的难题。基于结构设计，制备出当前外量子效率最高的钙钛矿LED元件；揭示了钙钛矿晶粒和有机绝缘层的结构组合，调制电荷输运特性与折射率的物理机制。(Nature 562 (2018) 249)。
田鹤研究员，是浙江大学材料科学与工程学院 “百人计划”研究员，博士生导师，中国电镜学会理事，电子显微学方法与仪器技术委员会副主任。近年来针对强关联体系中自旋序、铁电序、及其与晶格之间的耦合关系，创新性研究发展了轨道角动量涡旋电子束显微方法、电荷动态分布探测方法、三维应变分布成像方法等一系列多元、动态、协同测量与表征显微学方法，成功解决了铁电序与晶格调控、晶格畸变与多铁耦合等重要物理问题的测量表征问题。主要成果在国际有影响的学术期刊上发表论文90余篇，其中Nature (2篇), Science (1), Nature Photonics (2), Nature Communications (5), Advanced Materials (5), PNAS, 评为ESI热点论文2篇（Top 0.1%），ESI高被引论文4篇（Top 1%），论文正面引用4000余次。 发表于Nature的论文，单篇引用800余次。轨道角动量涡旋电子束等开创性工作被多次被 “Nature News”, “Nature Nanotechnology: News & views”, “Science Daily”, 及“Time”, “National Geographic Channel”，等杂志和科学媒体专题报道。荣获欧洲显微协会最佳论文奖。
