Yapon alimləri Hall effektinə dair yeni mexanizm aşkar etdilər

Yaponiyanın Elm İnstitutu alimləri ferromaqnit oksid filmlərində (SrRuO3) in-plane maqnitləşmədən yaranan unikal Hall effekti aşkar ediblər. Bu kəşf, elektron daşınmasını manipulyasiya etmək üçün yeni imkanlar təqdim edir və materialşünaslıq sahəsində mühüm yeniliklərə yol açır.

Hall effekti nədir?

Elektrik cərəyanı maqnit sahəsi ilə qarşılaşdığı zaman, elektronlar kiçik yan qüvvənin təsiri ilə yollarından sapır. Bu hadisə Hall effekti adlanır və müasir sensorlar, elektron cihazların əsasını təşkil edir. Anomal Hall effekti (AHE) isə keçirici materialın daxili maqnitləşməsi zamanı yaranır.

Kəşfin əsas xüsusiyyətləri

Uzun illər ərzində alimlər Hall effektinin yalnız elektron axınının müstəvisindən kənarda yerləşən maqnitləşmə zamanı meydana gəldiyini düşünürdülər. Lakin Yaponiyada aparılan araşdırmalar bu fikri dəyişdi. Elm İnstitutu Tokio Fizika Departamentinin dosenti Masaki Uçida, həmkarları Hiroaki İşizuka və Tokio Universitetinin Ryotaro Arita ilə birgə, elektron axının müstəvisində tamamilə yerləşən maqnitləşmə zamanı da AHE-nin mümkün olduğunu sübut etdilər.

Araşdırmanın gedişatı

Tədqiqatçılar əvvəlcə SrRuO3 materialından nanometr ölçüsündə filmlər hazırladılar. Bu filmlərin kristal strukturu diqqətlə idarə edildi ki, elektron spinlərinin uyğunlaşmasından yaranan in-plane maqnitləşmə əldə edilsin. Nəticədə, heç bir xarici maqnit sahəsi tətbiq edilmədən böyük AHE müşahidə olundu. Bu reaksiya elektronların orbital hərəkətindən yaranan orbital maqnitləşmə ilə izah edilir.

Əsas təcrübələr

Tədqiqatçılar Hall müqavimətini sistematik şəkildə ölçərək, müxtəlif maqnit sahəsi bucaqları altında materialın yan gərginliyini təhlil etdilər. Bu bucaqlar maqnit sahəsinin şaquli və müstəvi istiqamətlərini göstərirdi. Nəticələr spin və orbital maqnitləşmələr arasında qeyri-diagonal əlaqənin olduğunu təsdiqlədi.

Kəşfin əhəmiyyəti

Masaki Uçida bu kəşfi belə izah edir: "Kristal strukturdakı kiçik təhriflər elektron davranışlarını dəyişdirərək gözlənilməz hallara səbəb olur." Bu fenomen, materialların elektron xüsusiyyətlərini fərdiləşdirmək və yeni maqnit sensorlar yaratmaq üçün mühüm imkanlar təqdim edir. Spintronika texnologiyaları üçün də bu kəşf böyük əhəmiyyət daşıyır.

Gələcək planlar

Alimlər, digər materiallar və geometriyalar üzərində oxşar effektləri araşdırmağı planlaşdırırlar. Bu yanaşma ilə yeni nəsil elektron cihazların hazırlanması üçün zəmin yaradıla bilər.

Daha ətraflı məlumat: Shinichi Nishihaya et al., "Advanced Materials", 2025. DOI: 10.1002/adma.202502624