1879 yılında Edwin Hall, bir iletkendeki akıma dik olan manyetik alanın enine bir gerilim oluşturduğunu fark etti. Yüzyılı aşkın bir süredir, bu etkinin yalnızca alanın numune düzlemine tam olarak dik olduğu bu konumda çalıştığına inanılıyordu. Carnegie Mellon Üniversitesi'nden bilim insanları aksini kanıtladı.
Araştırmacılar, tantal-iridyum-tellür ve manyetik krom-germanyum-tellürden oluşan birkaç atom katmanlı ultra ince bir heteroyapı oluşturdular. Kristal simetrisinin hassas seçimi ve katmanların yakın teması sayesinde, ikinci malzemedeki manyetizma, elektronik özelliklerini bozmadan birinciye nüfuz etti.
Bilim insanları bu tür cihazlarda yalnızca alışılagelmiş Hall sinyalini değil, aynı zamanda malzeme düzlemindeki mıknatıslanmaya bağlı olan ikinci, sıra dışı bir tepkiyi de kaydettiler. Bu, tek bir minyatür sensörün artık manyetik alanı aynı anda iki eksen boyunca ölçebileceği anlamına geliyor.
Eskiden vektör manyetometrisi için iki ayrı sensör yerleştirmek gerekiyordu. Yeni mimari tasarımı basitleştiriyor ve elektronik, ulaşım ve tıbbi teşhis alanlarında daha kompakt cihazların önünü açıyor.
Teorik modelleme, katmanların sınırında daha önce "yasaklanmış" olan tepkiye izin veren ek bir spin-yörünge etkileşiminin meydana geldiğini gösterdi. Deney öngörüleri doğruladı, ancak kesin mekanizma hala netleştirilmektedir.
Ekip şimdiden başka malzeme kombinasyonları arıyor ve cihazların oda sıcaklığındaki performansını test ediyor. Sonuç istikrarlı çıkarsa, tek çipli çok boyutlu Hall sensörleri önümüzdeki yıllarda günlük teknolojilerde yerini alabilir.
Tek bir küçük cihaz artık birkaç eski sensörün yerini alabiliyor.
