I ricercatori dell’Università di Tsukuba e del NIMS hanno osservato un nuovo effetto Hall in cui la direzione di deflessione della corrente varia in base alla direzione del flusso corrente. Il teorema reciproco di Onsager, teorema fondamentale nella scienza dei materiali, afferma l'impossibilità di un tale fenomeno. Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che il fenomeno osservato poteva essere spiegato senza contraddire il teorema reciproco, presupponendo una disposizione magnetica non convenzionale.
L'effetto Hall, o effetto Hall anomalo, si verifica quando la corrente elettrica scorre attraverso un conduttore o un magnete in un campo magnetico, generando una tensione perpendicolare alle direzioni del campo elettrico e magnetico. Il teorema reciproco di Onsager afferma che la direzione di deflessione degli elettroni rimane costante, indipendentemente dalla direzione della corrente nel piano perpendicolare al campo magnetico o alla magnetizzazione.
In un nuovo studio, per la prima volta, i ricercatori hanno osservato un effetto Hall anisotropo anomalo in un ossido di spinello NiCo2 O4 film sottile con anisotropia magnetica conica; questa caratteristica dipende dalla direzione della corrente. I risultati sono pubblicati sulla rivista Nature Communications .
Per comprendere questo fenomeno, i ricercatori hanno considerato la simmetria dell’effetto Hall anisotropo anomalo osservato sperimentalmente da una prospettiva fenomenologica. I risultati hanno indicato il coinvolgimento di una struttura magnetica chiamata quadrupolo toroidale magnetico clusterizzato.
Di conseguenza, il team ha proposto un modello fisico che spiegava l'effetto Hall anisotropo anomalo senza violare il teorema reciproco di Onsager. Questo modello spiega con successo la coesistenza del quadrupolo toroidale magnetico e del ferromagnetismo dovuto all'anisotropia magnetica conica.
Ulteriori informazioni: Hiroki Koizumi et al, Effetto Hall anomalo quadrupolo nello stato nematico elettronico indotto magneticamente, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-43543-1
Informazioni sul giornale: Comunicazioni sulla natura
Fornito dall'Università di Tsukuba
