Автор: Pickstore
Дата: Июнь 2026
Текст своими словами:
Международная группа учёных под руководством профессора Дунчэня Ци (Австралия) и профессора Сяо Реншоу Вана (Сингапур) изучила нелинейный эффект Холла — квантовое явление, которое в будущем может позволить питать электронику без батареек.
В чём суть эффекта
В классическом варианте эффект Холла возникает в проводнике с током,
находящемся в магнитном поле, и создаёт поперечное напряжение.
Нелинейный эффект Холла работает иначе: он генерирует постоянное
напряжение поперёк проводника при подаче переменного тока — и магнитное
поле для этого не нужно. Материал сам «выпрямляет» переменный сигнал в
постоянный.
Что это даёт на практике
Это означает, что энергию радиосигналов, беспроводных передач и других
фоновых источников можно будет превращать в пригодное для питания
электроники постоянное напряжение — без использования обычных диодов и
громоздких выпрямителей.
Профессор Ци объясняет:
«Нелинейный эффект Холла позволяет нам преобразовывать переменные сигналы непосредственно в постоянный ток, который необходим для питания электронных устройств. В принципе, это значит, что мы сможем создавать датчики или чипы, которые могли бы работать без батарей, получая энергию из окружающей среды».
Что выяснили в экспериментах
Учёные исследовали высококачественный топологический материал — особый класс веществ с необычным поведением электронов. Эксперименты показали, что нелинейный эффект Холла сохраняется и остаётся стабильным при комнатной температуре. Это критически важно для практического использования за пределами лаборатории.
Как температура управляет эффектом
Специалисты выяснили, что температура влияет и на силу, и на направление возникающего напряжения:
- При низких температурах главную роль играют микроскопические дефекты
кристалла. Они мешают движению электронов, создавая асимметрию,
необходимую для появления поперечного напряжения. - При нагреве на первый план выходят уже не дефекты, а колебания атомов в
решётке — тепловые вибрации, которые тоже нарушают симметрию, но иначе.
Важное открытие
При переходе от одного режима к другому направление электрического сигнала меняется на противоположное. Это указывает на новый, ранее не описанный механизм управления квантовым эффектом — переключение «полярности» с помощью температуры и внутреннего устройства материала.
Профессор Ци отмечает:
«Когда вы понимаете, что происходит внутри материала, вы можете проектировать устройства, чтобы этим воспользоваться».
Где можно применить
Понимание этого эффекта открывает путь к созданию:
- самоходных датчиков;
- носимой электроники;
- сверхбыстрых компонентов для будущих беспроводных сетей.
Итог
Результаты работы позволяют лучше понять поведение квантовых материалов и могут стать основой для создания более компактных, быстрых и энергоэффективных устройств. Такие устройства смогут частично или полностью питаться от энергии, которая уже присутствует вокруг нас.