像電子這樣的帶電粒子在電場和磁場的影響下運動時，可以表現出相互影響的方式。例如，當磁場垂直於載流導體的平面施加時，內部流動的電子由於磁力而開始偏離側面，很快，導體上出現了電壓差。這種現像被稱為”霍爾效應”。然而，霍爾效應並不一定需要擺弄磁鐵。事實上，它可以在具有長程磁秩序的磁性材料中直接觀察到，如鐵磁體。

科學家將這種現象命名為”反常霍爾效應”（AHE），它似乎是霍爾效應的一個近親。然而，它的機制要更複雜一些。目前，最被接受的一種說法是，AHE是由電子能帶的一種被稱為”貝里曲率”的特性產生的，它是由電子的自旋和它在材料內部的運動之間的相互作用產生的，更常見的是”自旋-軌道相互作用”。

磁性排序對AHE來說是必要的嗎？最近的一個理論表明並非如此。”理論上已經提出，即使在磁秩序消失的溫度以上，也有可能出現大的AHE，特別是在具有低電荷載流子密度、電子間強交換作用和有限自旋手性的磁性半導體中，這與自旋方向相對於運動方向有關，”東京工業大學（Tokyo Tech）的副教授內田博士解釋說，他的研究重點是凝聚態物理。

出於好奇，內田博士和他在日本的合作者決定對這一理論進行測試。在《科學進展》上發表的一項新研究中，他們研究了一種新的磁性半導體EuAs的磁特性，該材料只知道有一個奇特的扭曲三角形晶格結構，並觀察到23K以下的反鐵磁（AFM）行為（相鄰的電子自旋排列在相反的方向）。此外，他們觀察到，在有外部磁場的情況下，該材料的電阻隨溫度急劇下降，這種行為被稱為”巨大的磁電阻”（CMR）。然而，更有趣的是，CMR甚至在23K以上也被觀察到，在那裡AFM的秩序消失了。人們很自然地理解，在EuAs中觀察到的CMR是由稀釋的載流子和局部Eu2+自旋之間的耦合引起的，這種耦合在很大的溫度範圍內持續存在。

然而，真正奪人眼球的是霍爾電阻率隨溫度的上升，它在70K的溫度下達到頂峰，遠遠高於AFM排序溫度，這表明在沒有磁性排序的情況下，大型AHE也是可能的。為了了解是什麼導致了這種非常規的AHE，研究小組進行了模型計算，結果顯示，這種效應可以歸因於三角晶格上的自旋簇對電子的傾斜散射，在這種”跳躍制度”下，電子不流動，而是在原子之間”跳躍”。

這些結果使我們在理解磁性固體內部電子的奇怪行為方面更近了一步。新發現有助於闡明三角晶格磁性半導體，並有可能打開一個新的研究領域，即針對稀釋的載流子與非常規的自旋有序性和波動的耦合。