Wiadomo, że ściany domen magnetycznych są źródłem oporu elektrycznego ze względu na trudności transportu spinów elektronów z podążaniem za ich teksturą magnetyczną. Zjawisko to ma potencjał do wykorzystania w urządzeniach spintronicznych, w których opór elektryczny może się zmieniać w zależności od obecności lub braku ściany domenowej.

Szczególnie intrygującą klasą materiałów są półmetale, takie jak La_2/3Sr_1/3MnO₃ (LSMO), które wykazują pełną polaryzację spinową, co pozwala na ich wykorzystanie w urządzeniach spintronicznych. Wciąż nieznany był opór pojedynczej ściany domenowej z półmetali. Teraz zespół z Hiszpanii, Francji i Niemiec wygenerował pojedynczą ścianę domenową na nanoprzewodach LSMO i zmierzył zmiany rezystancji 20 razy większe niż w przypadku zwykłego ferromagnesu, takiego jak kobalt.

Tekstura domeny magnetycznej nieodłącznie związana ze ścianami domeny magnetycznej ma potencjał do zastosowań spintronicznych. Opór elektryczny w ferromagnesach zależy od tego, czy ściany domen są obecne, czy nie. Ten efekt binarny (znany jako magnetoopór ściany domeny) mógłby zostać wykorzystany do kodowania informacji w spintronicznych urządzeniach pamięciowych.

Jednak ich eksploatacja jest utrudniona ze względu na niewielkie zmiany rezystancji obserwowane w przypadku zwykłych ferromagnesów. Szczególnie interesujące są perowskity manganitowe, takie jak LSMO. Związki te wykazują tylko jeden rodzaj spinu (pełna polaryzacja spinowa), który może potencjalnie prowadzić do efektów magnetorezystancji ściany domeny wystarczająco dużych, aby można je było wykorzystać w nowej generacji czujników i wtryskiwaczy spintronicznych.

Pomimo tej obiecującej perspektywy istnieją duże rozbieżności w zgłaszanych wartościach magnetorezystancji ściany domenowej dla tego układu. Naukowcy z Hiszpanii, Francji i Niemiec stworzyli oparte na nanoprzewodach urządzenia umożliwiające zarodkowanie pojedynczych ścian domen magnetycznych. Pomiary transportu magneto w tych urządzeniach pokazują, że obecność ściany domenowej prowadzi do wzrostu rezystancji elektrycznej nawet o 12%. W wartościach bezwzględnych obserwowana zmiana rezystancji jest 20 razy większa niż w przypadku kobaltu.

Ta praca jest wynikiem wieloletniej współpracy, która obejmuje wzrost i nanoprodukcję błon, pomiary transportu, obrazowanie mikroskopii kontaktowej (MFM), symulacje teoretyczne i wykorzystanie zaawansowanych technik charakteryzacji, takich jak rentgenowska fotoemisyjna mikroskopia elektronowa. Połączenie szerokiej gamy różnych technik zapewnia kompleksowe, wieloaspektowe spojrzenie na złożony problem, co pozwoliło uzyskać nowy wgląd w szeroko dyskutowaną otwartą kwestię.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Zaawansowane materiały.