Исследователи из Технологического университета Квинсленда (Австралия) и Наньянского технологического университета Сингапура изучили механизм нелинейного эффекта Холла в теллуриде висмута Bi₂Te₃.
Этот квантовый феномен позволяет генерировать напряжение, перпендикулярное приложенному переменному току, без внешнего магнитного поля — в отличие от классического эффекта Холла. Статья с результатами работы опубликована в журнале Newton.
Как работает преобразование
Переменные электрические сигналы от беспроводных сетей и окружающих источников энергии можно напрямую преобразовывать в постоянный ток, пригодный для питания электроники. При низких температурах в этом процессе доминируют примеси в материале, а при нагревании — фононные колебания решетки.
Нелинейный эффект Холла работает на уровне кристалла, позволяя создавать микроскопические генераторы энергии. Сенсоры и чипы с такими генераторами смогут работать без батарей, черпая энергию из окружающей среды.
Температурная стабильность
Ранее квантовые эффекты требовали криогенных температур. Команда профессора Донгчена Ци показала, что в топологических изоляторах эффект сохраняется до температуры 27°C. Направление и величина напряжения контролируются ориентацией кристалла, а значит их можно гибко менять по необходимости.
Открытие поможет создать не требующие питания датчики интернета вещей, носимую электронику и сверхбыстрые компоненты для беспроводной связи следующих поколений. Понимание внутренних процессов материала позволяет проектировать устройства с заданными характеристиками, а не подстраиваться под случайные дефекты.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в России научились предсказывать магнитные свойства органических молекул.
