นักฟิสิกส์ล้มข้อสมมติอายุร้อยปีเรื่อง Hall effect เปิดทางเซ็นเซอร์แม่เหล็กหลายแกนในชิ้นเดียว

นักวิจัยจาก Carnegie Mellon University เผยแพร่ผลงานในวารสาร Nature Materials (DOI: 10.1038/s41563-026-02611-9) แสดงให้เห็นรูปแบบใหม่ของปรากฏการณ์ Hall effect ที่การตอบสนองทางแม่เหล็กเกิดขึ้นได้แม้สนามแม่เหล็กจะวางตัวขนานกับระนาบของวัสดุ ซึ่งขัดกับความเข้าใจที่ยึดถือกันมาราวหนึ่งศตวรรษว่าปรากฏการณ์นี้ทำงานเฉพาะเมื่อสนามแม่เหล็กตั้งฉากเท่านั้น

รองศาสตราจารย์ Simranjeet Singh อธิบายว่า "เป็นเวลานานมากที่ผู้คนคิดว่า Hall effect ทำงานเฉพาะเมื่อสนามแม่เหล็กถูกใส่เข้าไปในแนวตั้งฉากกับระนาบของฟิล์ม เราได้แสดงให้เห็นแล้วว่านั่นไม่จริง"

วิธีการคือทีมสร้าง heterostructure ที่บางระดับอะตอม โดยจับคู่แทนทาลัมอิริเดียมเทลลูไรด์ (TaIrTe₄) เข้ากับชั้นแม่เหล็ก Cr₂Ge₂Te₆ ทำให้ได้ความสมมาตรที่จำเป็นต่อการแสดง in-plane anomalous Hall effect

นัยเชิงประยุกต์ที่สำคัญที่สุดคือการตรวจวัดหลายมิติ อุปกรณ์บางระดับอะตอมชิ้นเดียวสามารถตรวจจับสนามแม่เหล็กในหลายแกนพร้อมกันได้ แทนที่จะต้องใช้เซ็นเซอร์แยกกันสำหรับแต่ละทิศทาง ซึ่งเปิดทางไปสู่เซ็นเซอร์แม่เหล็กที่เรียบง่ายกว่าเดิมสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ระบบขนส่ง และเทคโนโลยีการถ่ายภาพทางการแพทย์

นอกจากประโยชน์เชิงวิศวกรรม การค้นพบนี้ยังเปิดเส้นทางใหม่ในการศึกษาโครงสร้างแม่เหล็กและโทโพโลยีแบบหลายมิติในระบบสสารควบแน่น ซึ่งเป็นสาขาที่เป็นรากฐานของอุปกรณ์ spintronics รุ่นถัดไป