De nanometriska öarna av magnetisk metall som sporadiskt sprids mellan vakuumgap visar unika ledande egenskaper under ett magnetfält. I en nyligen publicerad studie publicerad i EPJ Plus , Anatoliy Chornous från Sumy State University i Ukraina och kollegor fann att vakuumluckorna hindrar den direkta magnetiska inriktningen mellan de intilliggande öarna - vilket beror på det yttre magnetfältet - samtidigt som det tillåter elektrontunnel mellan dem. Sådant externt styrt ledande beteende öppnar dörren för applikationer inom elektronik med magnetfältssensorer - som används för att läsa data på hårddiskar - biosensorer och mikroelektromekaniska system (MEMS), liksom i spintronics med magnetiska enheter som används för att öka minnestätheten.

På kvantskalan, material som kännetecknas av tunnfilmsstrukturer sammansatta av alternerande magnetiska och icke-magnetiska skikt beter sig på ett sätt som producerar vad som kallas Giant Magnetoresistance (GMR)-effekten. Denna upptäckt fick Albert Fert och Peter Grünberg Nobelpriset i fysik 2007. I den här studien, författarna studerade koboltöar mellan 5 nanometer (nm) och 25 nm, samt järnöar på mellan 10 nm och 30 nm.

De fann att de maximala värdena för den elektriska ledningsförmågan under ett externt magnetfält erhålls när öarna har en bredd på mellan 3 nm och 5 nm, med vakuumbarriärer mellan 1 nm och 3 nm mellan dem. Dock, de observerade också att tunneln av elektroner mellan öarna beror på den relativa orienteringen av magnetiseringsriktningen på de intilliggande öarna och på det yttre magnetfältet.

Dessutom, de bestämde att den elektriska konduktiviteten är högst när de magnetiska momenten i de intilliggande granulaten är orienterade parallellt, vilket leder till tunnelmagnetoresistanseffekten (TMR). Värdet på tunnelmagnetoresistansen beror i huvudsak på gränssnittsegenskaperna hos isolatormaterialet mellan dessa öar.