1879年，埃德温·霍尔注意到，垂直于导体中电流的磁场会产生横向电压。一个多世纪以来，人们一直认为该效应只在这种位置下才起作用——磁场严格垂直于样品平面。卡内基梅隆大学的科学家们证明了事实并非如此。
研究人员制备了一种由若干原子层的钽-铱-碲化物与磁性铬-锗-碲化物构成的超薄异质结构。得益于对晶体对称性的精确调控以及层间紧密接触，第二种材料的磁性渗入第一种材料，而未破坏其电子特性。
在这类器件中，科学家们不仅记录到熟悉的霍尔信号，还记录到第二种不寻常的响应，它取决于材料平面内的磁化强度。这意味着一个微型传感器如今能够同时沿两个轴测量磁场。
过去，矢量磁测量需要安装两个独立的传感器。新架构简化了结构，为电子、交通和医学诊断领域更紧凑的仪器开辟了道路。
理论建模表明，在层界面上会产生额外的自旋-轨道相互作用，正是它使此前“被禁止”的响应得以出现。实验证实了这些预测，尽管确切机制仍在进一步厘清。
该团队已在寻找其他材料组合，并检验器件在室温下的工作表现。如果结果保持稳定，单晶多维霍尔传感器可能在未来几年内就出现在日常技术中。
一个微小的器件如今能够取代此前的多个传感器。
