Вчені виявили новий «ефект Холла»

«Ефект Холла» або «аномальний ефект Холла» виникає, коли електричний струм тече через провідник або магніт у магнітному полі, створюючи напругу, перпендикулярну до напрямків електричного та магнітного полів. Взаємна теорема Онзагера, фундаментальна теорема в матеріалознавстві, стверджує, що напрямок відхилення електронів залишається постійним, незалежно від напрямку струму в площині, перпендикулярній до магнітного поля або намагніченості.

Явища, що суперечить цій теоремі, досі не виявлено. У цьому дослідженні дослідники вперше спостерігали анізотропний аномальний ефект Холла в тонкій плівці оксиду шпінелі NiCo₂O₄ з конічною магнітною анізотропією; ця характеристика залежить від напрямку струму.

Феноменологічна перспектива та теоретична модель

Щоб зрозуміти це явище, дослідники розглянули симетрію експериментально спостережуваного анізотропного аномального ефекту Холла з феноменологічної точки зору. Результати показали участь магнітної структури, яка називається кластерним магнітним тороїдальним квадруполем.

Отже, вони запропонували фізичну модель, яка пояснювала анізотропний аномальний ефект Холла, не порушуючи взаємну теорему Онзагера. Ця модель успішно пояснює співіснування магнітного тороїдального квадруполя та феромагнетизму внаслідок конічної магнітної анізотропії.