Pada tahun 1879, Edwin Hall mengamati bahwa medan magnet yang tegak lurus terhadap arus dalam konduktor menghasilkan tegangan transversal. Selama lebih dari satu abad diyakini bahwa efek ini hanya bekerja pada posisi seperti itu — medan yang benar-benar tegak lurus terhadap bidang sampel. Ilmuwan dari Universitas Carnegie Mellon membuktikan sebaliknya.
Para peneliti menciptakan heterostruktur sangat tipis dari beberapa lapisan atom tantalum-iridium-telurida dan kromium-germanium-telurida yang bersifat magnetik. Berkat pemilihan simetri kristal yang tepat dan kontak yang erat antar lapisan, sifat magnetisme dari material kedua meresap ke material pertama tanpa merusak sifat elektroniknya.
Pada perangkat semacam itu, para ilmuwan mencatat tidak hanya sinyal Hall yang biasa, tetapi juga respons kedua yang tidak biasa, yang bergantung pada magnetisasi di bidang material. Ini berarti satu sensor miniatur kini mampu mengukur medan magnet pada dua sumbu sekaligus.
Sebelumnya, untuk magnetometri vektor diperlukan dua sensor terpisah. Arsitektur baru ini menyederhanakan konstruksi dan membuka jalan menuju perangkat yang lebih ringkas dalam elektronika, transportasi, dan diagnostik medis.
Pemodelan teoretis menunjukkan bahwa pada batas antar lapisan muncul interaksi spin-orbit tambahan, yang memungkinkan respons yang sebelumnya "terlarang". Eksperimen mengonfirmasi prediksi tersebut, meskipun mekanisme tepatnya masih disempurnakan.
Tim tersebut sudah mencari kombinasi material lain dan menguji kinerja perangkat pada suhu ruangan. Jika hasilnya terbukti stabil, sensor Hall multidimensi monokristal dapat muncul dalam teknologi sehari-hari dalam beberapa tahun mendatang.
Satu perangkat mungil kini mampu menggantikan beberapa sensor sebelumnya.
