Des chercheurs de l'Université de Tsukuba et du NIMS ont observé un nouvel effet Hall dans lequel la direction de déviation du courant varie en fonction de la direction du flux de courant. Le théorème réciproque d'Onsager, théorème fondamental de la science des matériaux, affirme l'impossibilité d'un tel phénomène. Cependant, les chercheurs ont découvert que le phénomène observé pouvait être expliqué sans contredire le théorème réciproque en supposant un arrangement magnétique non conventionnel.
L'effet Hall, ou effet Hall anormal, se produit lorsque le courant électrique traverse un conducteur ou un aimant dans un champ magnétique, générant une tension perpendiculaire aux directions du champ électrique et magnétique. Le théorème réciproque d'Onsager stipule que la direction de déviation des électrons reste constante, quelle que soit la direction du courant dans le plan perpendiculaire au champ magnétique ou à la magnétisation.
Dans une nouvelle étude, pour la première fois, des chercheurs ont observé un effet Hall anormal anisotrope dans un oxyde de spinelle NiCo2 O4 film mince à anisotropie magnétique conique ; cette caractéristique dépend de la direction du courant. Les résultats sont publiés dans la revue Nature Communications .
Pour comprendre ce phénomène, les chercheurs ont examiné la symétrie de l’effet Hall anormal anisotrope observé expérimentalement d’un point de vue phénoménologique. Les résultats ont indiqué l'implication d'une structure magnétique appelée quadripôle toroïdal magnétique groupé.
Par conséquent, l’équipe a proposé un modèle physique expliquant l’effet Hall anormal anisotrope sans violer le théorème réciproque d’Onsager. Ce modèle explique avec succès la coexistence du quadripôle toroïdal magnétique et du ferromagnétisme dû à l'anisotropie magnétique conique.
Plus d'informations : Hiroki Koizumi et al, Effet Hall anormal quadripolaire dans un état nématique électronique induit magnétiquement, Nature Communications (2023). DOI : 10.1038/s41467-023-43543-1
Informations sur le journal : Communications naturelles
Fourni par l'Université de Tsukuba
