في عام 1879 لاحظ إدوين هول أن مجالاً مغناطيسياً عمودياً على التيار في موصل يولّد جهداً عرضياً. وظلّ الأمر أكثر من قرن يُعتقد أن الظاهرة لا تعمل إلا في هذا الوضع — أي حين يكون المجال عمودياً تماماً على مستوى العيّنة. وقد أثبت علماء من جامعة كارنيغي ميلون العكس.
أنشأ الباحثون بنية غير متجانسة فائقة الرقة من عدة طبقات ذرية من تانتالوم-إيريديوم-تيلوريد وكروم-جرمانيوم-تيلوريد المغناطيسي. وبفضل الضبط الدقيق لتماثل البلورات والتلامس الوثيق بين الطبقات، تسرّبت المغناطيسية من المادة الثانية إلى الأولى دون أن تُفسد خواصها الإلكترونية.
وفي هذه الأجهزة رصد العلماء ليس الإشارة الهولية المعتادة فحسب، بل أيضاً استجابة ثانية غير مألوفة تعتمد على المغنطة في مستوى المادة. وهذا يعني أن مستشعراً صغيراً واحداً أصبح الآن قادراً على قياس المجال المغناطيسي على محورين في آن واحد.
في السابق كانت القياسات المغناطيسية المتجهة تتطلب تركيب حساسين منفصلين. أما البنية الجديدة فتبسّط التصميم وتفتح الطريق أمام أجهزة أكثر إحكاماً في الإلكترونيات والنقل والتشخيص الطبي.
أظهرت النمذجة النظرية أن تفاعلاً إضافياً بين السبين والمدار ينشأ عند الحدّ الفاصل بين الطبقات، وهو ما يسمح بالاستجابة «المحظورة» سابقاً. وقد أكّدت التجربة التنبؤات، وإن كان الميكانيزم الدقيق لا يزال قيد التدقيق.
ويسعى الفريق بالفعل إلى إيجاد توليفات أخرى من المواد، ويمتحن عمل الأجهزة في درجة حرارة الغرفة. وإذا ثبتت النتيجة، فقد تظهر حساسات هول متعددة الأبعاد أحادية البلورة في التقنيات اليومية في غضون السنوات القليلة المقبلة.
جهاز واحد ضئيل أصبح الآن قادراً على أن يحلّ محل عدة حساسات سابقة.
