MAGNETIC SPIN VALVE WITH A MAGNETOELECTRIC ELEMENT: US Patent 7,358,846

The present invention provides systems and method utilizing magnetoelectric materials such as Cr2O3 to construct tunneling magnetoresistence andor giant magnetoresistence structures for memory andor logical circuitry. An applied voltage differential induces a magnetic moment in the magnetoelectric material, which in turn tunes an exchange field between it and one or more adjacent ferromagnetic layers. The resulting magnetoresistence of the device may be measured. Devices in accordance with the present invention may be utilized for MRAM read heads, memory storage cells andor logical circuitry such as XOR or NXOR devices

Suppressing Rayleigh-Plateau Instability with a Magnetic Force Field for Deformable Interfaces Engineering

The Rayleigh-Plateau instability (RPI) is a classical hydrodynamics phenomenon that prevents a jet of liquid to flow indefinitely within air or another liquid. Here, we show how adding a magnetic force field makes possible its suppression. Enclosing the jet in a ferrofluid held by magnetic forces allows flow focusing without sheath flow, which completely avoids dripping failure at small flow rates and provides conditional stability for a continuous fluid jet. Highly deformable liquid interfaces withstanding spatial and time varying flow conditions within a large parameter space can be realized.Comment: 14 pages , 4 figure

Integration oder Separation von Schülerinnen und Schülern mit Lern- und/oder Verhaltensauffälligkeiten: Welche Konse­quenzen hat dies für die Lehrpersonen?

Verschiedenste Forschungsprojekte haben gezeigt, dass die Integration von Schülerinnen und Schülern mit besonderem Bildungsbedarf in eine Regeklasse mehr Vorteile bringt als deren Separation. Allerdings wehrt sich ein grosser Teil der Regelklassenlehrpersonen gegen eine solche Integration. Wie ist nun mit den gegensätzlichen Auffassungen von Forschenden und Lehrpersonen umzugehen? Der entscheidende Faktor scheint das Risiko des Ausgebranntseins oder des Burnouts der Lehrkräfte zu sein. Unsere Studie, aus der wir in diesem Beitrag einige Resultate präsentieren, zeigt nämlich in der Tat, dass Lehrkräfte, die ausschliesslich Schülerinnen und Schüler mit schulischen Schwierigkeiten unterrichten, im Vergleich zu Kolleginnen und Kollegen in Regelklassen vermehrt ein Risiko tragen, an einem Burnout zu erkranken, und überdies negativere Einstellungen zur sozialen Unterstützung haben, die ihnen laut ihrer Einschätzung zukommt. Auch zeigt sich, dass Regelklassenlehrpersonen, die der Integration von Schülerinnen und Schülern mit besonderem Bildungsbedarf offen gegenüberstehen, gefährdeter sind, an einem Burnout zu erkranken, und mit den Unterstützungsmassnahmen weniger zufrieden sind als diejenigen Lehrkräfte, welche eine Separation bevorzugen. Die Betreuung von Schülerinnen und Schülern mit besonderem Bildungsbedarf scheint deshalb ein Risikofaktor für Erschöpfung der Lehrkräfte zu sein und eine die Separation bevorzugende Einstellung kann demnach als Verteidigungsmechanismus gesehen werden, der es den Lehrkräften ermöglicht, sich gegen die berufliche Belastung, das Burnout, zu wehren. Dies ist aber mit dem Risiko verbunden, dass Schülerinnen und Schüler mit Schulschwierigkeiten benachteiligt werden. Die Herausforderung besteht demnach darin, Schutzfaktoren zu entwickeln, welche die Erschöpfungsgefährdung der Lehrpersonen kompensieren. Die soziale Unterstützung, d.h. die Hilfe, welche eine Lehrkraft in beruflich komplexen Situationen in Anspruch nehmen kann, ist dabei ein wesentlicher Schutzfaktor. Es ist jedoch notwendig, die soziale Unterstützung im Hinblick auf Anwendungen und Herausforderungen genauer zu erforschen mit dem Ziel, den politischen Willen zur vermehrten schulischen Integration so zu gestalten, dass er den Schülerinnen und Schülern zugutekommt, ohne dabei die Lehrpersonen einer Krankheitsgefahr auszusetzen.De nombreuses recherches ont permis de démontrer que l’inclusion en classe régulière d’élèves présentant des besoins particuliers offre plus d’avantages que leur exclusion. Cependant, une partie importante des enseignants de classe régulière s’oppose à l’inclusion. Comment prendre en compte cette opposition entre chercheurs et enseignants ? Le facteur déterminant semble être le risque d’épuisement professionnel ou burnout des enseignants. Notre étude, dont nous présentons ici certains résultats, montre en effet que les enseignants intervenant exclusivement auprès d’élèves en difficulté comparés aux enseignants de classe régulière sont plus à risque d’épuisement professionnel et sont plus négatifs quant au soutien social dont ils pensent bénéficier. De même les enseignants de classe régulière favorables à l’inclusion d’élèves ayant des besoins particuliers sont plus à risque d’épuisement et sont moins satisfaits du soutien reçu que des enseignants qui sont favorables à leur exclusion. La prise en charge d’élèves ayant des besoins particuliers semble donc être un facteur de risque d’épuisement et l’exclusion peut alors constituer un mécanisme de défense permettant à l’enseignante de se protéger mais avec le risque de prétériter les élèves en difficulté. L’enjeu est alors de développer des facteurs de protection compensant l’exposition des enseignants à l’épuisement professionnel. Le soutien social, c’est-à-dire l’aide que l’enseignante peut recevoir dans des situations professionnelles complexes est un facteur de protection essentiel. Cependant, il convient de mieux l’investiguer quant à ses applications et ses enjeux dans le but de viser une politique plus inclusive qui favorise les élèves sans pour autant mettre les enseignants en danger

Resonant Inversion of Tunneling Magnetoresistance

Resonant tunneling via localized states in the barrier can invert magnetoresistance in magnetic tunnel junctions. Experiments performed on electrodeposited Ni/NiO/Co nanojunctions of area smaller than 0.01 μm2 show that both positive and negative values of magnetoresistance are possible. Calculations based on Landauer-Bu¨ttiker theory explain this behavior in terms of disorder-driven statistical variations in magnetoresistance with a finite probability of inversion due to resonant tunneling

Random barrier double-well model for resistive switching in tunnel barriers

The resistive switching phenomenon in MgO-based tunnel junctions is attributed to the effect of charged defects inside the barrier. The presence of electron traps in the MgO barrier, that can be filled and emptied, locally modifies the conductance of the barrier and leads to the resistive switching effects. A double-well model for trapped electrons in MgO is introduced to theoretically describe this phenomenon. Including the statistical distribution of potential barrier heights for these traps leads to a power-law dependence of the resistance as a function of time, under a constant bias voltage. This model also predicts a power-law relation of the hysteresis as a function of the voltage sweep frequency. Experimental transport results strongly support this model and in particular confirm the expected power laws dependencies of resistance. They moreover indicate that the exponent of these power laws varies with temperature as theoretically predicted.Comment: 18 pages, 5 figures, final versio

Fluid drag reduction by magnetic confinement

A solid interface with a viscous liquid flow results in large drag, related to frictional forces. Reducing the drag by more than a few tens of percent remains elusive. Here, we use magnetic forces to stabilize a ferrofluid encapsulating a transported immiscible viscous liquid. This liquid-in-liquid flow exhibits drag reduction from 80% to more than 99%, tuneable by the viscosity ratio between the two liquids, over a range where the transported liquid has a viscosity larger or smaller than that of the encapsulating liquid. Our findings are explained by a laminar flow model that matches data for our whole range of experimental conditions.Comment: MS- 13 pages, 5 figure

Voltage-Induced Switching with Magnetoresistance Signature in Magnetic Nano-Filaments

Large hysteretic resistance changes are reported on sub-100 nm diameter metallic nanowires including thin dielectric junctions. Bi-stable 50% switching in a double junction geometry is modeled in terms of an occupation-driven metal–insulator transition in one of the two junctions, using the generalized Poisson expressions of Oka and Nagaosa (2005 Phys. Rev. Lett. 95 266403). It illustrates how a band bending scheme can be generalized for strongly correlated electron systems. The magnetic constituents of the nanowires provide a magnetoresistive signature of the two resistance states, confirming our model and enabling a four states device application

The magnetoelectrochemical switch

In the field of spintronics, the archetype solid-state two-terminal device is the spin valve, where the resistance is controlled by the magnetization configuration. We show here how this concept of spin-dependent switch can be extended to magnetic electrodes in solution, by magnetic control of their chemical environment. Appropriate nanoscale design allows a huge enhancement of the magnetic force field experienced by paramagnetic molecular species in solutions, which changes between repulsive and attractive on changing the electrodes' magnetic orientations. Specifically, the field gradient force created within a sub-100-nm-sized nanogap separating two magnetic electrodes can be reversed by changing the orientation of the electrodes' magnetization relative to the current flowing between the electrodes. This can result in a breaking or making of an electric nanocontact, with a change of resistance by a factor of up to 103. The results reveal how an external field can impact chemical equilibrium in the vicinity of nanoscale magnetic circuits

Different approaches to adjusting band offsets at intermolecular interfaces

We show that at the hetero-molecular interface, the molecular band offsets can be modified by either adjusting the dopant or dopant concentration of one or both molecular layers or by changing the dipole orientation at the intermolecular interface. Photoemission studies reveal the changes in electronic structure and diode devices exhibit conduction properties that are altered in response to changes to the molecular band offsets. As a demonstration, thin film copper phthalocyanine to crystalline ferroelectric copolymer poly(vinylidene fluoride with trifluoroethylene) heterojunction diodes, without additional dopants, are compared with doped polyaniline layers on the crystalline ferroelectric copolymer poly(vinylidene fluoride with trifluoroethylene)

Quantized magnetoresistance in atomic-size contacts

When the dimensions of a metallic conductor are reduced so that they become comparable to the de Broglie wavelengths of the conduction electrons, the absence of scattering results in ballistic electron transport and the conductance becomes quantized. In ferromagnetic metals, the spin angular momentum of the electrons results in spin-dependent conductance quantization and various unusual magnetoresistive phenomena. Theorists have predicted a related phenomenon known as ballistic anisotropic magnetoresistance (BAMR). Here we report the first experimental evidence for BAMR by observing a stepwise variation in the ballistic conductance of cobalt nanocontacts as the direction of an applied magnetic field is varied. Our results show that BAMR can be positive and negative, and exhibits symmetric and asymmetric angular dependences, consistent with theoretical predictions. Includes supplemental figures 1-4