La modificación rápida de las propiedades magnéticas es clave para los dispositivos magnéticos de baja potencia. El proyecto MULTIREV, financiado con fondos europeos, ha contribuido a un estudio que explota el acoplamiento magnetoelástico, para el diseño de nanodispositivos controlados por deformación.

Los dispositivos de tecnología y comunicaciones de la información (TIC) dependen en gran medida de poder aprovechar las propiedades magnéticas de los materiales, especialmente para procesamiento y memoria de computación. Investigadores basándose en el trabajo realizado en el marco del proyecto MULTIREV, financiado con fondos comunitarios, publicó recientemente un artículo en Naturaleza en el que describen cómo utilizaron imágenes dinámicas de vanguardia para visualizar ondas de deformación (sonido) en cristales, medir el efecto sobre los elementos nanomagnéticos.

Sus hallazgos ofrecen tanto la perspectiva de una magnetización controlada de baja potencia de pequeños elementos magnéticos, de beneficio para las aplicaciones de las TIC. Adicionalmente, la metodología es transferible para la investigación de cepas dinámicas en una variedad de procesos y productos como nanopartículas, reacciones químicas y cristalografía.

Cuantificando el efecto magnetoelástico

Con la demanda cada vez mayor de un mejor almacenamiento y procesamiento de datos, la carrera está en marcha por medios más eficientes para modificar las propiedades magnéticas de los materiales, especialmente a nanoescala. Los investigadores de este estudio estaban estudiando el cambio de propiedades magnéticas causado por la deformación elástica de un material magnético. Este cambio puede ser inducido por campos magnéticos, pero eso requiere corrientes de carga de alta potencia.

Por lo tanto, el equipo estaba investigando específicamente cómo la tensión dinámica (o deformación) acompaña a una onda acústica de superficie (SAW) y, por lo tanto, induce cambios en la magnetización. a nanoescala. Pudieron realizar el estudio cuantitativo tras el desarrollo de una técnica experimental basada en microscopía de rayos X estroboscópica. Crucialmente, el estudio se realizó en una escala de tiempo de picosegundos, a diferencia de los estudios anteriores que se habían realizado principalmente en escalas de tiempo significativamente más lentas (segundos a milisegundos).

El equipo pudo demostrar que los SAW podían controlar el cambio de magnetización en elementos magnéticos a nanoescala en la parte superior de un cristal. Los resultados indicaron que los SAW influyeron en un cambio en la propiedad de los cuadrados magnéticos, haciendo que los dominios magnéticos crezcan o se encojan dependiendo de la fase SAW.

Curiosamente, al visualizar simultáneamente el desarrollo de la dinámica de deformación y magnetización de las nanoestructuras, el equipo descubrió que los modos de magnetización tienen una respuesta retardada a los modos de deformación, y que esto era ajustable de acuerdo a cómo se configuró el dominio magnético.

Sensores magnéticos energéticamente eficientes

En realidad, el proyecto MULTIREV se creó para desarrollar un sensor de varias revoluciones simplificado y menos costoso que los disponibles actualmente. Estos sensores detectan múltiples rotaciones de componentes en industrias como la automotriz y la automatización. Sin embargo, la generación actual tiende a tener una arquitectura compleja, con aplicabilidad limitada y tiene un alto costo.

La clave del plan del equipo del proyecto para desarrollar una prueba de concepto fue el reemplazo de sensores no magnéticos por un dispositivo magnético no volátil. que sería energéticamente autosuficiente. Esto, a su vez, abre la posibilidad de un cambio radical en el número de revoluciones posibles de sentir, incluso hasta las miles de revoluciones.