Ефект Холла працює інакше: що це змінює для майбутніх пристроїв

Ефект Холла — явище, відкрите Едвіном Холлом у 1879 році, — лежить в основі багатьох технологій, які потребують виявлення магнітного поля. Донедавна вважалося, що він виникає тільки тоді, коли магнітне поле прикладене перпендикулярно до площини матеріалу. Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Materials, показує: ефект з'являється й тоді, коли поле спрямоване вздовж площини.

Ідеться про магнітний різновид явища — аномальний ефект Холла. Він може виникати завдяки власній намагніченості матеріалу, причому вектор намагніченості не обов'язково має бути спрямований в один конкретний бік, як вважали раніше.

Щоб це з'ясувати, дослідники провели експерименти з двовимірним матеріалом. Вони поєднали надтонкий шар телуриду танталу-іридію (TaIrTe4) із телуридом хрому-германію (Cr2Ge2Te6) — феромагнітним напівпровідником. Така комбінація дала змогу передати магнітні властивості немагнітному матеріалу й водночас знизити його симетрію, яка за інших умов обмежувала б виникнення ефекту Холла.

Створити магнітний матеріал із потрібною для цього симетрією дуже складно, але вченим це вдалося — і матеріал набув магнітних властивостей.

Що це означає на практиці. По-перше, це змінює розуміння ефекту Холла і може відкрити шлях до електронних пристроїв нового покоління. По-друге, дослідження показує загальніший принцип: усі матеріали мають певну внутрішню симетрію, і комбінування матеріалів дозволяє порушувати або видозмінювати її в корисний спосіб. Це може знайти застосування в квантових комп'ютерах.

Підсумок: йдеться поки що про фундаментальне відкриття, а не про готовий пристрій. Але воно розширює уявлення про поведінку матеріалів у магнітному полі — а отже, і про те, які електронні та квантові технології стануть можливими наступними.