Тонкая плёнка, два потока электронов экспресс
Кристалл, похожий на стопку блинов, положили на гладкую подложку из оксида магния. Получилась плёнка толщиной в сотни атомов. Когда через неё пустили ток и включили магнит, сопротивление выросло почти на четверть — на 22,5% при поле 9 тесла.
Внутри плёнки электричество переносят два потока частиц. Одни — быстрые и лёгкие, как мотоциклисты на свободной трассе. Другие — медленные и тяжёлые, как грузовики в пробке. Магнитное поле по-разному закручивает их пути, и из-за этого сопротивление меняется сильнее, чем если бы поток был один.
Когда магнит наклоняли, сопротивление вело себя не одинаково. Вдоль одного направления оно менялось сильнее, вдоль другого — слабее. Но при определённых углах появлялись резкие провалы и всплески. Эти особенности повторялись при любых полях и температурах — как отпечатки пальцев, которые не зависят от силы нажатия.
Такое поведение напоминает игру света на слоистой слюде: слои отражают по-разному, и картина зависит от наклона. В нашем случае слои кристалла задают направление, вдоль которого электронам легче бежать. А два потока частиц создают сложную картину сопротивления, которую удалось описать простой моделью с двумя типами носителей.
Поле 9 тесла — это примерно в 200 000 раз сильнее магнитного поля Земли. Такие поля создают сверхпроводящие магниты в лабораториях.
В фильме «Интерстеллар» магнитные поля возле чёрной дыры настолько сильны, что меняют свойства материи. Здесь поле в миллиарды раз слабее, но уже заставляет электроны бежать по-разному.