Если два магнитных слоя соприкасаются, между ними происходит обмен электронами. Последние переносят с собой спины, что приводит к выравниванию намагниченности слоёв. Однако прослойка диэлектрика даже толщиной в несколько размеров атома полностью разрушает такую магнитную связь. Изолятор до сих пор считался практически непреодолимым для свободных электронов.

В связи с этим большой интерес вызвала статья об исследовании, выполненном сотрудниками Национального университета Сингапура (NUS).

Доктор Лю Веймин (Lü Weiming), первый автор статьи в мартовском выпуске Nature Communications, обнаружил, что в случае использования в качестве изолятора полярного оксида максимальная дистанция магнитной связи возрастает с примерно одного нанометра до десяти, причём сила соединения растёт и падает с изменением толщины разделяющего слоя.

Это совершенно неожиданный результат, так как до сих пор такой слой диэлектрика считался абсолютно непроницаемым для электронов. Более того, обмен электронами между магнитными слоями на таком расстоянии был возможен только при использовании металлических проводов.

В качестве объяснения этого необычного явления профессор Майкл Кой (Michael Coey) из Тринити-Колледжа в Дублине (Ирландия) предположил, что в данном случае имеет место передача не спинового магнетизма вместе с носителями-электронами, а орбитального, которым через слой изолятора обмениваются атомы. Орбитальные электроны тоже участвуют в этом процессе: они «раскручивают» своих партнёров на соседних атомах пока орбитальное движение не достигнет противоположной стороны слоя изолятора.

Эта гипотеза была подтверждена спектроскопическими измерениями нового магнитного эффекта. В дальнейшем исследователи планируют продолжить изучение открытого механизма, а также возможностей его использования для разработки нового поколения магнито-оптических устройств.