在1879年，埃德溫·霍爾注意到，垂直於導體中電流的磁場會產生橫向電壓。一個多世紀以來，人們一直認為該效應僅在這種位置下才起作用——磁場嚴格垂直於樣品平面。卡內基梅隆大學的科學家們證明了事實並非如此。
研究人員製造了一種由若干原子層的鉭-銥-碲化物與磁性鉻-鍺-碲化物構成的超薄異質結構。由於精確選擇了晶體對稱性以及層與層之間的緊密接觸，第二種材料中的磁性滲入了第一種材料，而沒有破壞其電子特性。
在此類裝置中，科學家們不僅記錄到了習以為常的霍爾信號，還記錄到了第二種不尋常的響應，它取決於材料平面內的磁化強度。這意味著一個微型感測器如今能夠同時沿兩個軸測量磁場。
以往，向量磁力測量需要安裝兩個獨立的感測器。新架構簡化了結構，並為電子、交通和醫學診斷領域更緊湊的儀器開闢了道路。
理論模擬表明，在層的邊界處會產生一種額外的自旋-軌道相互作用，正是它使得此前「被禁止」的響應成為可能。實驗證實了這些預測，儘管確切的機制仍在進一步釐清。
該團隊已在尋找其他材料組合，並正在檢驗裝置在室溫下的工作情況。如果結果證明穩定，單晶多維霍爾感測器可能在未來幾年內就出現在日常技術中。
一個微小的裝置如今能夠取代先前的若干個感測器。
