Квантовый эффект позволит создать устройства без батареек

Как сообщает интернет-журнал «Новая наука», исследователи обнаружили способ контроля над нелинейным эффектом Холла – квантовым явлением, которое позволяет преобразовывать переменный ток в постоянный без использования традиционных диодов или громоздких компонентов.

В ходе исследования, проведённого под руководством профессора Дунчэна Ци из Школы химии и физики Квинслендского технологического университета и профессора Сяо Реншэна Вана из Наньянского технологического университета в Сингапуре, учёные сосредоточились на изучении механизмов, управляющих нелинейным эффектом Холла.

В отличие от классического эффекта Холла, открытого Эдвином Холлом в 1879 году (применяется в датчиках для автомобилей, смартфонов и контроллеров), нелинейная версия этого эффекта проявляется даже в отсутствие магнитного поля. Этот эффект позволяет напрямую преобразовывать переменные сигналы в постоянный ток, необходимый для питания электроники, что открывает путь к созданию датчиков и чипов, способных работать без батарей, черпая энергию прямо из окружающей среды.

Для эксперимента команда использовала высококачественный топологический материал, обладающий уникальными электронными свойствами. Ключевым открытием стало то, что нелинейный эффект Холла в этом материале остается стабильным вплоть до комнатной температуры. Более того, учёные выяснили, что направлением и силой генерируемого напряжения можно управлять с помощью температуры. При низких температурах на поведение эффекта влияют мельчайшие дефекты структуры материала, а при более высоких – естественные колебания кристаллической решетки заставляют электрический сигнал менять направление.