We propose a method of pinning and propagating domain walls in artificial multiferroic nanowires using electrically induced surface acoustic waves. Using finite-element micromagnetic simulations and 1D semi-analytical modelling, we demonstrate how a pair of interdigitated acoustic transducers can remotely induce an array of attractive domain wall pinning sites by forming a standing stress/strain wave along a nanowire's length. Shifts in the frequencies of the surface acoustic waves allow multiple domain walls to be synchronously transported at speeds up to 50 ms−1. Our study lays the foundation for energy-efficient domain wall devices that exploit the low propagation losses of surface acoustic waves to precisely manipulate large numbers of data bits.

1.
G.
Hrkac
,
J.
Dean
, and
D. A.
Allwood
,
Philos. Trans. R. Soc., A
369
,
3214
(
2011
).
2.
S. S. P.
Parkin
,
M.
Hayashi
, and
L.
Thomas
,
Science
320
,
190
194
(
2008
).
3.
G. S. D.
Beach
,
C.
Nistor
,
C.
Knutson
,
M.
Tsoi
, and
J. L.
Erskine
,
Nat. Mater.
4
,
741
(
2005
).
4.
M. T.
Bryan
,
T.
Schrefl
, and
D. A.
Allwood
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
142502
(
2007
).
5.
A.
Himeno
,
S.
Kasai
, and
T.
Ono
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
243108
(
2005
).
6.
C.-Y.
You
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
152507
(
2008
).
7.
J.-S.
Kim
,
M.-A.
Mawass
,
A.
Bisig
,
B.
Krüger
,
R.
Reeve
,
T.
Schulz
,
F.
Büttner
,
J.
Yoon
,
C.-Y.
You
,
M.
Weigand
,
H.
Stoll
,
G.
Schütz
,
H. J. M.
Swagten
,
B.
Koopmans
,
S.
Eisebitt
, and
M.
Kläui
,
Nat. Commun.
5
,
3429
(
2014
).
8.
M.
Hayashi
,
L.
Thomas
,
C.
Rettner
,
R.
Moriya
,
Y. B.
Bazaliy
, and
S. S. P.
Parkin
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
037204
(
2007
).
9.
G.
Meier
,
M.
Bolte
,
R.
Eiselt
,
B.
Krüger
,
D.-H.
Kim
, and
P.
Fischer
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
187202
(
2007
).
10.
I. M.
Miron
,
T.
Moore
,
H.
Szambo
,
L. D.
Buda-Prejbeanu
,
S.
Auffret
,
B.
Rodmacq
,
S.
Pizzini
,
J.
Vogel
,
M.
Bonfim
,
A.
Schuhl
, and
G.
Gaudin
,
Nat. Mater.
10
,
423
(
2011
).
11.
S.
Emori
,
U.
Bauer
,
S.-M.
Ahn
,
E.
Martinez
, and
G. S. D.
Beach
,
Nat. Mater.
12
,
611
(
2013
).
12.
K.-S.
Ryu
,
L.
Thomas
,
S.-H.
Yang
, and
S. S. P.
Parkin
,
Nat. Nanotechnol.
8
,
527
(
2013
).
13.
S.-H.
Yang
,
K.-S.
Yang
, and
S. S. P.
Parkin
,
Nat. Nanotechnol.
10
,
221
(
2015
).
14.
J.
Dean
,
M. T.
Bryan
,
T.
Schrefl
, and
D. A.
Allwood
,
J. Appl. Phys.
109
,
023915
(
2011
).
15.
C. D.
Wood
,
J. E.
Cunningham
,
R.
O'Rorke
,
C.
Walti
,
E. H.
Linfield
,
A. G.
Davies
, and
S. D.
Evans
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
054101
(
2009
).
16.
J.
Cunningham
,
V. I.
Talyanskii
,
J.
Shilton
,
M.
Pepper
,
M. Y.
Simmons
, and
D. A.
Ritchie
,
Phys. Rev. B
60
,
4850
(
1999
).
17.
S.
Davis
,
A.
Baruth
, and
S.
Adenwalla
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
232507
(
2010
).
18.
M.
Weiler
,
H.
Huebl
,
F. S.
Goerg
,
F. D.
Czeschka
,
R.
Gross
, and
S. T. B.
Gownnenwein
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
176601
(
2012
).
19.
L.
Thevenard
,
C.
Gourdon
,
J. Y.
Prieur
,
H. J.
von Bardeleben
,
S.
Vincent
,
L.
Becerra
,
L.
Largeau
, and
J.-Y.
Duquesne
,
Phys. Rev. B
90
,
094401
(
2014
).
20.
W.
Li
,
B.
Buford
,
A.
Jander
, and
P.
Dhagat
,
J. Appl. Phys.
115
,
17E307
(
2014
).
21.
M. T.
Bryan
,
J.
Dean
, and
D. A.
Allwood
,
Phys. Rev. B
85
,
144411
(
2012
).
22.
J.
Lou
,
R. E.
Insignares
,
Z.
Cai
,
K. S.
Ziemer
,
M.
Lui
, and
N. X.
Sun
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
182504
(
2007
).
23.
J. L.
Rose
,
Ultrasonic Waves in Solid Media
(
Cambridge University Press
,
2004
), ISBN: 9780521548892.
24.
J.
Dean
,
M. T.
Bryan
,
G.
Hrkac
,
A.
Goncharov
,
C. L.
Freeman
,
M. A.
Bashir
,
T.
Schrefl
, and
D. A.
Allwood
,
J. Appl. Phys.
108
,
073903
(
2010
).
25.
R. D.
McMichael
and
M. J.
Donahue
,
IEEE Trans. Magn.
33
,
4167
(
1997
).
26.
D. G.
Porter
and
M. J.
Donahue
,
J. Appl. Phys.
95
,
6729
(
2004
).
27.
D. E.
Parkes
,
L. R.
Shelford
,
P.
Wadley
,
V.
Holy
,
M.
Wang
,
A. T.
Hindmarch
,
G.
van der Laan
,
R. P.
Campion
,
K. W.
Edmonds
,
S. A.
Cavill
, and
A. W.
Rushforth
,
Sci. Rep.
3
,
2220
(
2013
).
28.
J. D.
Cooper
,
Z.
Ikonić
,
J. E.
Cunningham
,
P.
Harrison
,
M.
Salih
,
A. G.
Davies
, and
E. H.
Linfield
, in
International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL)
(
2013
), p.
22
.
29.
F. S.
Hickernell
,
P. L.
Clar
, and
I. R.
Cook
, in
Proceedings of the 1972 Ultrasonics Symposium
(
1972
), p.
388
.
30.
Properties of Lithium Niobate
, edited by
K. K.
Wong
(
Institution of Engineering and Technology
,
2002
).
31.
C. K.
Campbell
,
Proc. IEEE
77
,
1453
(
1989
).
You do not currently have access to this content.