நூறாண்டு ஹால் விளைவு கோட்பாட்டை மாற்றிய கார்னகி மெலன் ஆய்வு

கார்னகி மெலன் பல்கலைக்கழகத்தின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு அசாதாரணமான காந்தப் பதிலைக் கண்டறிந்துள்ளனர். இது, மின்சாரம் மற்றும் காந்தவியல் அடிப்படையிலான பொருள்களின் பண்புகளை ஆய்வு செய்யப் பயன்படும் அடிப்படைக் கொள்கையான ஹால் விளைவு குறித்த நூறாண்டு கால கருத்தை மாற்றியமைக்கிறது. நேச்சர் மெட்டீரியல்ஸ் இதழில் வெளியான இந்த ஆய்வு முடிவுகள், எலக்ட்ரானிக்ஸ், போக்குவரத்து, மருத்துவ இமேஜிங் ஆகிய துறைகளுக்கு எளிமையான, நெகிழ்வான காந்த சென்சார்களை உருவாக்க உதவக்கூடும்.

1879ஆம் ஆண்டு, இயற்பியலாளர் எட்வின் ஹால், மின்னோட்டம் பாயும் ஒரு பொருளுக்கு செங்குத்தாக காந்தப்புலம் செலுத்தப்படும்போது, அதனுள் நகரும் மின்னூட்டங்கள் ஒரு பக்கமாக தள்ளப்படுவதைக் கண்டறிந்தார். இது அளவிடக்கூடிய ஒரு மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த சமிக்ஞை, மின்னோட்டத்தை நேர் மின்னூட்டங்கள் தாங்குகின்றனவா அல்லது எதிர் மின்னூட்டங்கள் தாங்குகின்றனவா என்பதை வெளிப்படுத்துகிறது. மேலும், எத்தனை மின்னூட்டம் தாங்கும் துகள்கள் உள்ளன, அவை எவ்வளவு எளிதாக நகர்கின்றன என்பதையும் இது காட்டுகிறது. இத்தகைய சென்சார்கள் இப்போது கார் முதல் கம்ப்யூட்டர் கீபோர்டு வரை பல்வேறு தொழில்நுட்பங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஆனால் நூறாண்டுக்கும் மேலாக, இந்த விளைவு செங்குத்து காந்தப்புலத்திலேயே வேலை செய்யும் என நம்பப்பட்டு வந்தது.

இயற்பியலாளர் சிம்ரன்ஜீத் சிங் மற்றும் சகாக்கள், கார்னகி மெலனின் LIQUID எனும் ஆய்வகத்தில் பணியாற்றுகிறார்கள். காந்தப்புலம் பொருளின் தளத்திற்கு இணையாக (in-plane) இருக்கும்போதும் ஹால் பதில் ஏற்படக்கூடும் என்பதை இவர்கள் இப்போது நிரூபித்துள்ளனர். இது கோட்பாட்டளவில் முன்பே கணிக்கப்பட்டிருந்தாலும், இந்த ஆய்வுக்கு முன் சோதனை மூலம் யாரும் நிரூபிக்கவில்லை. "நீண்ட காலமாக, படலத்தின் தளத்திற்கு செங்குத்தாக காந்தப்புலம் செலுத்தப்படும்போது மட்டுமே ஹால் விளைவு வேலை செய்யும் என நினைக்கப்பட்டது. அது உண்மை இல்லை என நாங்கள் காட்டியுள்ளோம் — புலம் தளத்திற்கு இணையாக இருக்கும்போதும் ஒரு பதில் கிடைக்கும்" என்று சிங் தெரிவித்தார்.

இயற்பியலாளர் ஜோதி காடோச் மற்றும் பிந்தைய முனைவர் பட்ட ஆராய்ச்சியாளர்களான ஐ-சுவான் காவ், ரவி குமார் ஆகியோருடன் இணைந்து, இந்த குழு டான்டலம் இரிடியம் டெலூரைடு (TaIrTe4) எனும் பொருளிலிருந்து சாதனங்களை உருவாக்கியது. அதை ஒரு சில அணு அடுக்குகள் அளவுக்கு மெலிதாக்கி, குரோமியம் ஜெர்மேனியம் டெலூரைடு (Cr2Ge2Te6) எனும் காந்தப் பொருள் அடுக்குக்கு அருகில் வைத்தனர். அருகிலுள்ள இந்த காந்த அடுக்கு, இயல்பாகவே காந்தத்தன்மை இல்லாத TaIrTe4 எனும் பொருளுக்கு காந்தப் பண்புகளை அளித்தது; அதே சமயம் அது தன் மின்னியல் பண்புகளையும் தக்க வைத்துக் கொண்டது. இதனால், ஒரே ஒரு மிக மெல்லிய சாதனத்தால், ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட திசைகளில் காந்தப்புலங்களை கண்டறிய முடிகிறது. முன்பு ஒவ்வொரு திசைக்கும் தனித்தனி சென்சார் தேவைப்பட்டது.

LIQUID குழு இப்போது இதே போன்ற ஹால் பதிலை உருவாக்கக்கூடிய பிற பொருள் சேர்க்கைகளை சோதித்து வருகிறது. மேலும், சாதனம் அறை வெப்பநிலையில் எப்படி செயல்படுகிறது என்பதையும் ஆராய்ந்து வருகிறது; இது நடைமுறை பயன்பாடுகளுக்கு தேவையான ஒரு அம்சமாகும்.