Usando imágenes dinámicas avanzadas, los investigadores han podido visualizar ondas de deformación (sonoras) en cristales y han medido el efecto sobre los elementos nanomagnéticos. Esto ofrece una nueva manipulación de magnetización de baja potencia para aplicaciones de memoria o lógica y la metodología ofrece un nuevo enfoque para analizar cepas dinámicas en otros campos de investigación:nanopartículas, reacciones químicas, cristalografía, etc.

Controlar las propiedades magnéticas de los materiales es fundamental para desarrollar la memoria, dispositivos informáticos y de comunicación a nanoescala. Dado que el almacenamiento y el procesamiento de datos evolucionan rápidamente, Los investigadores están probando diferentes métodos nuevos para modificar las propiedades magnéticas de los materiales. Un enfoque se basa en la deformación elástica (deformación) del material magnético para ajustar sus propiedades magnéticas, que se puede lograr mediante campos eléctricos. Esta área científica ha atraído mucho interés debido a su potencial para escribir pequeños elementos magnéticos con un campo eléctrico de baja potencia en lugar de campos magnéticos que requieren corrientes de carga de alta potencia. Sin embargo, Hasta ahora, los estudios se han realizado principalmente en escalas de tiempo muy lentas (de segundos a milisegundos).

Una forma de producir cambios rápidos de deformación (es decir, escala de subnanosegundos) y, por lo tanto, inducir cambios de magnetización es mediante el uso de ondas acústicas de superficie (SAW), que son ondas de deformación (tensión). Ahora, imagina una barra de hierro martillada en un lado. Cuando se golpea la barra, una onda de sonido propaga la deformación a lo largo de ella. Similar, una onda acústica superficial propaga una deformación, pero solo en la capa superficial, de manera similar a las olas en el océano. En ciertos materiales (piezoeléctricos), que se expanden o contraen al aplicar un voltaje, Los SAW se pueden generar a través de campos eléctricos oscilantes.

En colaboración con grupos de España, Suiza y Berlín, el grupo de M. Kläui en JGU ha utilizado una nueva técnica experimental para obtener imágenes cuantitativas de estos SAW y demostrar que pueden utilizarse para cambiar la magnetización en elementos magnéticos a nanoescala (los "surfistas") en la parte superior del cristal. Los resultados mostraron que los cuadrados magnéticos cambiaron sus propiedades bajo el efecto de los SAW, creciendo o encogiendo los dominios magnéticos dependiendo de la fase del SAW. Curiosamente, la deformación no ocurrió instantáneamente y se pudo modelar el retraso observado (ver Figura 1). Comprender cómo se pueden modificar las propiedades magnéticas en una escala de tiempo rápida es clave para diseñar dispositivos magnéticos de baja potencia en el futuro.

"Para mediciones muy complejas, Una estrecha cooperación internacional con grupos líderes y una sólida red de Alumni son una ventaja estratégica. Nos hemos asociado con un grupo de la Fuente de Radiación Sincrotrón ALBA en España donde un ex estudiante de doctorado de nuestro grupo está trabajando y liderando este proyecto. El trabajo se llevó a cabo también en conjunto con un estudiante de doctorado de la MAINZ Graduate School of Excellence y es genial ver que nuestros estudiantes y ex alumnos tienen tanto éxito ", enfatizó el profesor Mathias Kläui del Instituto de Física JGU. quien también es Director de MAINZ.

El establecimiento de la MAINZ Graduate School fue otorgado a través de la Iniciativa de Excelencia de los gobiernos federal y estatal alemanes para promover la ciencia y la investigación en las universidades alemanas en 2007 y su financiamiento se extendió en la segunda ronda en 2012. Consta de grupos de trabajo de la Universidad Johannes Gutenberg. Maguncia, TU Kaiserslautern, y el Instituto Max Planck de Investigación de Polímeros en Mainz. Una de sus áreas de investigación focal es la espintrónica, donde la cooperación con los principales socios internacionales juega un papel importante.