Ngày 18/6, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM tổ chức nghiệm thu đề tài khoa học và công nghệ cấp ĐHQG-HCM với chủ đề “Nghiên cứu hiệu ứng Hall dị thường của vật liệu sắt từ bằng phương pháp mô phỏng nguyên lý thứ nhất”, do TS. Trịnh Thị Lý làm chủ nhiệm, tập trung nghiên cứu cơ chế điều khiển hiệu ứng Hall dị thường trong vật liệu sắt từ, hướng đến việc cung cấp cơ sở khoa học cho quá trình thiết kế vật liệu ứng dụng trong lĩnh vực spintronics.
Hiệu ứng Hall dị thường (Anomalous Hall Effect) là một hiện tượng quan trọng trong vật liệu từ tính, có tiềm năng ứng dụng trong các linh kiện spintronics thế hệ mới. Một trong những vấn đề được quan tâm hiện nay là tìm kiếm các cơ chế có khả năng điều chỉnh và gia tăng độ dẫn Hall dị thường (Anomalous Hall Conductivity – AHC).
Trong khuôn khổ đề tài, nhóm nghiên cứu tập trung khảo sát vật liệu cobalt có cấu trúc lục giác đóng chặt (hcp-Co) nhằm đánh giá ảnh hưởng của biến dạng đàn hồi đến các đặc tính điện tử và tính chất vận chuyển của vật liệu. Bằng việc kết hợp phương pháp mô phỏng nguyên lý thứ nhất (Ab-initio) với mô hình tính toán tight-binding, nhóm nghiên cứu đã phân tích các cơ chế vật lý lượng tử liên quan đến sự thay đổi của độ dẫn Hall dị thường dưới tác động của biến dạng cơ học.
Kết quả nghiên cứu cho thấy độ dẫn Hall dị thường của hcp-Co có thể được điều chỉnh thông qua biến dạng đàn hồi trong khoảng từ -2% đến +2%. Giá trị AHC đạt cực đại tại mức biến dạng nén -0,5%, với mức thay đổi có thể lên đến 24% so với trạng thái ban đầu. Kết quả tính toán cho thấy sự thay đổi này liên quan đến sự dịch chuyển của các điểm giao cắt dải năng lượng (anti-crossing) đến gần mức năng lượng Fermi, từ đó làm thay đổi phân bố độ cong Berry (Berry curvature) và ảnh hưởng trực tiếp đến độ dẫn Hall dị thường của vật liệu.
Bên cạnh các kết quả nghiên cứu, đề tài đã hoàn thành các sản phẩm khoa học và đào tạo theo mục tiêu đề ra. Nhóm nghiên cứu đã xây dựng module tính toán độ dẫn Hall dị thường (AHC) tích hợp trong chương trình bphase; công bố bài báo khoa học “Tuning the Anomalous Hall Conductivity of hcp-Cobalt by Constant-Volume Biaxial Strain” trên tạp chí thuộc hệ thống IEEJ Transactions; đồng thời tham gia đào tạo 01 học viên cao học hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Kết quả của đề tài góp phần bổ sung cơ sở khoa học trong việc nghiên cứu khả năng điều khiển hiệu ứng Hall dị thường bằng biến dạng cơ học đối với vật liệu sắt từ, đồng thời mở ra hướng tiếp cận trong khảo sát, tối ưu hóa các vật liệu từ tính phục vụ nghiên cứu spintronics.
Hội đồng đánh giá đề tài đã hoàn thành các nội dung nghiên cứu và sản phẩm theo đăng ký, đồng thời ghi nhận những kết quả đạt được trong việc làm rõ cơ chế vật lý của hiệu ứng Hall dị thường trong vật liệu sắt từ. Hội đồng thống nhất thông qua kết quả nghiệm thu đề tài.
