Nelinearni Hallov efekt

18:5405.11.2026.

Tehnologija i znanost

Japanski znanstvenici električnom strujom upravljali kvantnim efektom u materijalu pri sobnoj temperaturi

Istraživači japanskog Sveučilišta Tohoku i Japanske agencije za atomsku energiju eksperimentalno su pokazali da električnom strujom mogu upravljati posebnim kvantnim svojstvom električne vodljivosti u magnetskom materijalu, i to pri sobnoj temperaturi. U tankom sloju spoja mangana i kositra Mn3Sn zabilježili su nelinearni Hallov efekt, pri kojem nastaje poprečni električni napon koji ne raste razmjerno primijenjenoj struji. Promjenom magnetskog uređenja materijala, uz pomoć takozvanog spin-orbitalnog momenta sile, uspjeli su promijeniti i smjer tog električnog odgovora. Rezultat otvara mogućnost razvoja elektroničkih uređaja u kojima bi se kvantna svojstva koristila za upravljivo pretvaranje frekvencija i pojačavanje signala, premda je istraživanje zasad na razini eksperimentalnog dokazivanja fizikalnog principa.

Kako trokutasti raspored sićušnih magneta postaje električni prekidač

U spoju mangana i kositra Mn3Sn magnetski momenti atoma mangana ne pokazuju svi u istom smjeru, kao kod običnog feromagneta. Umjesto toga tvore neobičan trokutasti raspored. Ta posebna unutarnja struktura povezana je s kvantnim svojstvima elektrona i omogućuje električni odgovor koji se ne ponaša prema uobičajenim pravilima. Istraživači su izmjerili poprečni napon čiji je karakteristični doprinos proporcionalan trećoj potenciji struje. Matematički gledano, udvostručenje struje znači osmerostruko povećanje tog doprinosa naponu.

Još je zanimljiviji način upravljanja tom pojavom. Znanstvenici su pustili struju kroz susjedni sloj teškog metala. U njemu nastaje takozvana spinska struja, prijenos magnetskog svojstva elektrona koje nazivamo spinom. Kada taj učinak djeluje na Mn3Sn, može promijeniti njegov magnetski raspored, a time i smjer neobičnog poprečnog napona. Primjenom električnih impulsa suprotnog predznaka istraživači su uspjeli ponavljati prebacivanje između dvaju stanja.

Upravo je ta mogućnost prebacivanja važna. Znanstvenici već dugo pronalaze materijale s neobičnim kvantnim svojstvima, ali svojstvo koje se samo može izmjeriti nije automatski korisno za elektroniku. Kada ga se može pouzdano uključivati, mijenjati i ponovno uspostavljati električnim impulsima, otvara se put prema sklopovima koji bi mogli obrađivati signale na načine nedostupne običnim vodičima. U ovom slučaju zanimljiva fizika počinje nalikovati funkcionalnom prekidaču.

Izvor priloga

Izvor:Japan Atomic Energy Agency

Japanska agencija za atomsku energiju Mn3Sn Nelinearni Hallov efekt Sveučilište Tohoku

Najnovije

Japanski znanstvenici električnom strujom upravljali kvantnim efektom u materijalu pri sobnoj temperaturi

Nema vijesti za odabrani prikaz.

Nastavak kronologije

Postavke prikaza

Video

Karta

Postavke kolačića