Учёные кафедры физики Карнеги-меллонского университета заявили, что эффект Холла, давно считавшийся связанный с направлением магнитного поля, на самом деле может проявляться и при поляризации поля в плоскости тонких слоёв. В ходе эксперимента с двумя слоями материалов — ультратонким слоем TaIrTe4 и магнитным CGT (Cr2Ge2Te6) — исследователи продемонстрировали, что «магнитизация» не обязательно должна быть направлена строго перпендикулярно к плоскости, как считалось ранее. Это открытие было опубликовано в Nature Materials.

Вместо того чтобы ограничиваться традиционной настройкой, когда магнитное поле нужен для вертикального направления, новая конструкция позволяет «просачиваться» магнитным влиянием в немагнитном слое за счёт специально подобранной симметрии и взаимодействий обмена между слоями. По словам Симранджита Сингха из CMU, ранее считалось, что эффект Холла работает только при поле, перпендикулярном пленке; теперь же авторы говорят, что реакцию можно получить и при ин- плоскостном поле.

Авторы добавляют, что теоретические модели и лабораторные эксперименты сопровождают друг друга: моделирование указывает на вклад таких эффектов, как спин-орбитальное взаимодействие и обмен между магнитными скоплениями, но дополнительные исследования необходимы для подтверждения выводов. Исследование подчёркивает, что сочетание материалов может ломать и изменять симметрию на полезных уровнях, что потенциально пригодится в квантовых устройствах и области спинтроники.

Однако подготовка и эксперименты проходят в условиях криогенных температур и на небольшой масштабе, поэтому учёные говорят о дальнейших шагах: проверить «альтернативный» эффект Холла на более широком диапазоне материалов, ближе к комнатной температуре. Авторы подчеркивают, что их работа остаётся текущим этапом, а не готовым практическим решением, и речь идёт о возможности проектирования настраиваемых эффектов Холла через контроль симметрии кристаллической решётки и обменных взаимодействий на интерфейсах.