As ilhas de tamanho nanométrico de metal magnético esporadicamente espalhadas entre as lacunas de vácuo exibem propriedades condutoras únicas sob um campo magnético. Em um estudo recente publicado em EPJ Plus , Anatoliy Chornous, da Sumy State University, na Ucrânia, e colegas descobriram que as lacunas de vácuo impedem o alinhamento magnético direto entre as ilhas adjacentes - que depende do campo magnético externo - enquanto permitem o tunelamento de elétrons entre elas. Tal comportamento de condução controlado externamente abre a porta para aplicações em eletrônica com sensores de campo magnético - que são usados ​​para ler dados em unidades de disco rígido - biossensores e sistemas microeletromecânicos (MEMS), bem como em spintrônica com dispositivos magnéticos usados ​​para aumentar a densidade da memória.

Na escala quântica, materiais caracterizados por estruturas de filme fino compostas por camadas alternadas magnéticas e não magnéticas se comportam de forma a produzir o que é denominado efeito de magnetorresistência gigante (GMR). Esta descoberta rendeu a Albert Fert e Peter Grünberg o Prêmio Nobel de Física de 2007. Neste estudo, os autores estudaram ilhas de cobalto entre 5 nanômetros (nm) e 25 nm, bem como ilhas de ferro entre 10 nm e 30 nm.

Eles descobriram que os valores máximos da condutividade elétrica sob um campo magnético externo são obtidos quando as ilhas têm uma largura entre 3 nm e 5 nm, com barreiras de vácuo entre 1 nm e 3 nm entre eles. Contudo, eles também observaram que o tunelamento de elétrons entre as ilhas depende da orientação relativa da direção de magnetização nas ilhas adjacentes e do campo magnético externo.

Além disso, eles determinaram que a condutividade elétrica é máxima quando os momentos magnéticos nos grânulos adjacentes são orientados em paralelo, o que leva ao efeito de magnetorresistência de túnel (TMR). O valor da magnetorresistência do tunelamento depende essencialmente das propriedades de interface do material isolante entre essas ilhas.