title: Resonant electron tunnelling assisted by charged domain walls in multiferroic tunnel junctions.
abstract: The peculiar features of domain walls observed in ferroelectrics make them promising active elements for next-generation non-volatile memories, logic gates and energy-harvesting devices. Although extensive research activity has been devoted recently to making full use of this technological potential, concrete realizations of working nanodevices exploiting these functional properties are yet to be demonstrated. Here, we fabricate a multiferroic tunnel junction based on ferromagnetic La0.7Sr0.3MnO3electrodes separated by an ultrathin ferroelectric BaTiO3tunnel barrier, where a head-to-head domain wall is constrained. An electron gas stabilized by oxygen vacancies is confined within the domain wall, displaying discrete quantum-well energy levels. These states assist resonant electron tunnelling processes across the barrier, leading to strong quantum oscillations of the electrical conductance.
authors.affiliation: GFMC, Departamento de Fisica de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.|Unidad Asociada ICMM-CSIC 'Laboratorio de heteroestructuras con aplicación en Espintrónica', UCM, CSIC, E-28049 Madrid, Spain.|Instituto Pluridisciplinar, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.
authors.forename: Gabriel
authors.identifier: 0000-0001-8036-707X
authors.initials: G
authors.lastname: Sanchez-Santolino
authors.affiliation: GFMC, Departamento de Fisica de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.|Unidad Asociada ICMM-CSIC 'Laboratorio de heteroestructuras con aplicación en Espintrónica', UCM, CSIC, E-28049 Madrid, Spain.
authors.forename: Javier
authors.initials: J
authors.lastname: Tornos
authors.affiliation: GFMC, Departamento de Fisica de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.|Unidad Asociada ICMM-CSIC 'Laboratorio de heteroestructuras con aplicación en Espintrónica', UCM, CSIC, E-28049 Madrid, Spain.
authors.forename: David
authors.initials: D
authors.lastname: Hernandez-Martin
authors.affiliation: GFMC, Departamento de Fisica de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.|Unidad Asociada ICMM-CSIC 'Laboratorio de heteroestructuras con aplicación en Espintrónica', UCM, CSIC, E-28049 Madrid, Spain.|Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ICMM-CSIC, Calle Sor Juana Inés de la Cruz, 3, 28049 Madrid, Spain.
authors.forename: Juan I
authors.identifier: 0000-0002-7412-2217
authors.initials: JI
authors.lastname: Beltran
authors.affiliation: Unidad Asociada ICMM-CSIC 'Laboratorio de heteroestructuras con aplicación en Espintrónica', UCM, CSIC, E-28049 Madrid, Spain.|Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ICMM-CSIC, Calle Sor Juana Inés de la Cruz, 3, 28049 Madrid, Spain.
authors.forename: Carmen
authors.initials: C
authors.lastname: Munuera
authors.affiliation: GFMC, Departamento de Fisica de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.|Unidad Asociada ICMM-CSIC 'Laboratorio de heteroestructuras con aplicación en Espintrónica', UCM, CSIC, E-28049 Madrid, Spain.|Instituto Pluridisciplinar, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.
authors.forename: Mariona
authors.initials: M
authors.lastname: Cabero
authors.affiliation: GFMC, Departamento de Fisica de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.|Unidad Asociada ICMM-CSIC 'Laboratorio de heteroestructuras con aplicación en Espintrónica', UCM, CSIC, E-28049 Madrid, Spain.
authors.forename: Ana
authors.initials: A
authors.lastname: Perez-Muñoz
authors.affiliation: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ICMM-CSIC, Calle Sor Juana Inés de la Cruz, 3, 28049 Madrid, Spain.
authors.forename: Jesus
authors.identifier: 0000-0002-2907-2505
authors.initials: J
authors.lastname: Ricote
authors.affiliation: Unidad Asociada ICMM-CSIC 'Laboratorio de heteroestructuras con aplicación en Espintrónica', UCM, CSIC, E-28049 Madrid, Spain.|Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ICMM-CSIC, Calle Sor Juana Inés de la Cruz, 3, 28049 Madrid, Spain.
authors.forename: Federico
authors.initials: F
authors.lastname: Mompean
authors.affiliation: Unidad Asociada ICMM-CSIC 'Laboratorio de heteroestructuras con aplicación en Espintrónica', UCM, CSIC, E-28049 Madrid, Spain.|Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ICMM-CSIC, Calle Sor Juana Inés de la Cruz, 3, 28049 Madrid, Spain.
authors.forename: Mar
authors.initials: M
authors.lastname: Garcia-Hernandez
authors.affiliation: GFMC, Departamento de Fisica de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.|Unidad Asociada ICMM-CSIC 'Laboratorio de heteroestructuras con aplicación en Espintrónica', UCM, CSIC, E-28049 Madrid, Spain.|Instituto de Magnetismo Aplicado, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.
authors.forename: Zouhair
authors.initials: Z
authors.lastname: Sefrioui
authors.affiliation: GFMC, Departamento de Fisica de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.|Unidad Asociada ICMM-CSIC 'Laboratorio de heteroestructuras con aplicación en Espintrónica', UCM, CSIC, E-28049 Madrid, Spain.|Instituto de Magnetismo Aplicado, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.
authors.forename: Carlos
authors.identifier: 0000-0002-3262-1843
authors.initials: C
authors.lastname: Leon
authors.affiliation: Department of Materials Science &Engineering, National University of Singapore, Singapore 117575, Singapore.
authors.forename: Steve J
authors.initials: SJ
authors.lastname: Pennycook
authors.affiliation: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ICMM-CSIC, Calle Sor Juana Inés de la Cruz, 3, 28049 Madrid, Spain.
authors.forename: Maria Carmen
authors.initials: MC
authors.lastname: Muñoz
authors.affiliation: GFMC, Departamento de Fisica de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.|Instituto Pluridisciplinar, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.|Instituto de Magnetismo Aplicado, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.|Materials Science and Technology Div., Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee 37831, USA.
authors.forename: Maria
authors.initials: M
authors.lastname: Varela
authors.affiliation: GFMC, Departamento de Fisica de Materiales, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.|Unidad Asociada ICMM-CSIC 'Laboratorio de heteroestructuras con aplicación en Espintrónica', UCM, CSIC, E-28049 Madrid, Spain.|Instituto de Magnetismo Aplicado, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.
authors.forename: Jacobo
authors.identifier: 0000-0002-6582-7004
authors.initials: J
authors.lastname: Santamaria