Los materiales magnéticos a nanoescala son fundamentales para la espintrónica, una tecnología emergente que tiene el potencial de transformar la informática y el almacenamiento de datos con dispositivos más eficientes y con menor consumo de energía. Un desafío clave para avanzar en esta área es poder controlar con precisión las paredes de dominio, que son las regiones donde se produce la transición entre zonas magnéticas con orientaciones opuestas. Este control es esencial para el desarrollo de memorias y sensores magnéticos de última generación. 

Hasta ahora, las ondas acústicas se habían utilizado para mover las paredes de dominio, pero con apoyo de campos magnéticos o corrientes eléctricas. Sin embargo, estos métodos generan problemas como el sobrecalentamiento por efecto Joule o elevados requerimientos energéticos.

En este contexto, Rocío Yanes, Luis Torres y Luis López, investigadores del Grupo SINAMAG, del Centro de Investigación en Luz y Materia Estructuradas (LUMES) de la Universidad de Salamanca, en colaboración con el Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología (ISOM) de la Universidad Politécnica de Madrid, han llevado a cabo un estudio innovador que, “demuestra por primera vez el movimiento controlado de paredes de dominio magnéticas en nanocintas ferromagnéticas utilizando únicamente ondas acústicas superficiales (SAW)”, informan a Comunicación USAL.

Este avance, publicado en Nature Communications, combina evidencia experimental, obtenida en el sincrotrón ALBA, con un modelo teórico y simulaciones que explican el mecanismo físico subyacente.

Un avance revolucionario: control acústico puro

El equipo investigador ha demostrado experimentalmente, mediante microscopía XMCD-PEEM en el sincrotrón ALBA, que las ondas acústicas mueven estas paredes magnéticas en la dirección de propagación de la onda, alcanzando velocidades de hasta 12 metros por segundo sin necesidad de aplicar campos externos, ni corrientes eléctricas.

Las simulaciones micromagnéticas revelan un mecanismo novedoso, “la pared de dominio absorbe la energía de la onda acústica contrayéndose, y luego libera esa energía al hacer un “salto” hacia adelante, transfiriendo así momento lineal de la onda a la estructura magnética”, destaca Rocío Yanes, coautora principal del trabajo.​

Aplicaciones con impacto tecnológico inmediato

Desde el punto de vista aplicado, este descubrimiento “abre la posibilidad de diseñar dispositivos espintrónicos en los que el control magnético se logre exclusivamente mediante tecnología SAW, una tecnología ya consolidada, eficiente y económica”, añade. Las simulaciones indican que, bajo condiciones optimizadas, las velocidades de movimiento de las paredes magnéticas podrían superar los 100 metros por segundo, “con aplicaciones prometedoras en memorias no volátiles, sensores magnéticos y sistemas de lógica espintrónica de bajo consumo”.​

Colaboración nacional e internacional de excelencia

Este trabajo combina la experiencia en teoría y simulación del grupo SINAMAG de la Universidad de Salamanca y del ISOM-UPM, con los experimentos realizados en el sincrotrón ALBA, además de la participación de grupos de la Universidad Autónoma de Madrid y la Universidad Complutense de Madrid, todo ello financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación.

Desde la Universidad de Salamanca, LUMES aportó la idea original junto a ISOM-Madrid, el desarrollo del modelo teórico y las simulaciones que explican el mecanismo de "compresión y salto" de las paredes magnéticas. Los experimentos en ALBA, realizados con nanocintas de FeCo/FeCoB/Py sobre sustrato de LiNbO3, confirman velocidades récord sin asistencia externa, posicionando a esta colaboración como un referente en espintrónica acústica.​

Referencia:

Moving magnetic domain walls with sound alone Alejandro Rivelles, Rocío Yanes, Luis Torres, Manuel Abuín, Javier Grandal, Maedeh Sepehr, Guzmán Orero-Gámez, Rodrigo Guedas, Laura Fernández-García, Raúl Izquierdo-López, Marco Maicas, Maria del Mar Sanz, Jorge Pedrós, Fernando Calle, Sandra Ruiz-Gómez, Muhammad Waqas Khaliq, Miguel Angel Niño, Saül Vélez, Michael Foerster, Luis López-Díaz & Jose Luis Prieto Nature Communications volume 16, Article number: 9963 (2025)

DOI https://doi.org/10.1038/s41467-025-64934-6