Прорыв в спинтронике: ученые открыли новую форму эффекта Холла
Исследовательская группа под руководством аспиранта Университета штата Колорадо Люка Вернерта и доцента Хуа Чена выявила ранее неизвестный тип эффекта Холла. Это открытие потенциально способно привести к созданию более энергоэффективных электронных устройств.
Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, проводилось совместно с аспирантом Бастианом Праденасом и профессором Олегом Чернышёвым из Университета Джонса Хопкинса. Ученые обнаружили доказательства существования нового свойства, названного "массой Холла", в классе сложных магнитных материалов, известных как неколлинеарные антиферромагнетики.
Традиционный эффект Холла, открытый Эдвином Холлом в Университете Джонса Хопкинса в 1879 году, описывает, как электрический ток отклоняется в сторону под воздействием внешнего магнитного поля, создавая измеримое напряжение. Этот эффект играет ключевую роль в таких технологиях, как датчики скорости автомобилей и детекторы движения в смартфонах.
В работе команды из Университета штата Колорадо главную роль вместо электрического заряда играет спин электронов. Неколлинеарные антиферромагнетики, в отличие от более привычных магнитов, имеют спины, ориентированные в разных направлениях, но в сумме дающие нулевую намагниченность. Эта уникальная спиновая текстура позволяет по-новому взглянуть на эффект Холла, где спиновые токи могут течь под прямым углом.
Поскольку спиновые токи производят гораздо меньше тепла, чем электрические, их использование может произвести революцию в современной электронике. Эта перспектива лежит в основе быстро развивающейся области "спинтроники", которая стремится создать устройства, более энергоэффективные и устойчивые к искажению данных внешними магнитными полями.
В обычных магнитных материалах случайное магнитное поле иногда может стереть хранящуюся информацию, в то время как неколлинеарные антиферромагнетики гораздо менее подвержены такому воздействию, что делает их потенциально более безопасными для хранения и обработки данных. В целом, открытие этого нового эффекта Холла и связанной с ним массы Холла открывает новое перспективное направление в физике конденсированного состояния.