Magnetic domain walls in ferromagnetic tracks can be used to trap and transport superparamagnetic beads for lab-on-a-chip applications. Here it is shown that the magnetostatic binding between a domain wall and a superparamagnetic bead suspended in a host fluid leads to a distinct magneto-mechanical resonance under application of a sinusoidal driving field. The characteristic resonant frequency depends on the ratio of the magnetostatic binding force to the viscous drag on the bead. This resonance has been experimentally detected for a single trapped superparamagnetic bead using an optical detection technique.

1.
D. R.
Baselt
,
G. U.
Lee
,
M.
Natesan
,
S. W.
Metzger
,
P. E.
Sheehan
, and
R. J.
Colton
,
Biosens. Bioelectron.
13
,
731
(
1998
).
2.
R. L.
Edelstein
,
C. R.
Tamanaha
,
P. E.
Sheehan
,
M. M.
Miller
,
D. R.
Baselt
,
L. J.
Whitman
, and
R. J.
Colton
,
Biosens. Bioelectron.
14
,
805
(
2000
).
3.
Q. A.
Pankhurst
,
J.
Connolly
,
S. K.
Jones
, and
J.
Dobson
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
36
,
R167
(
2003
).
4.
M. A. M.
Gijs
,
Microfluid. Nanofluid.
1
,
22
(
2004
).
5.
S. X.
Wang
,
S.-Y.
Bae
,
G.
Li
,
S.
Sun
,
R. L.
White
,
J. T.
Kemp
, and
C. D.
Webb
,
J. Magn. Magn. Mater.
293
,
731
(
2005
).
6.
R. J.
S
. Derks,
A.
Dietzel
,
R.
Wimberger-Friedl
, and
M. W. J.
Prins
,
Microfluid. Nanofluid.
3
,
141
(
2007
).
7.
J.
Llandro
,
T.
Hayward
,
D.
Morecroft
,
J. A. C.
Bland
,
F.
Castaño
,
I.
Colin
, and
C.
Ross
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
203904
(
2007
).
8.
J.
Dobson
,
Nat. Nanotechnol.
3
,
139
(
2008
).
9.
P.
Vavassori
,
V.
Metlushko
,
B.
Ilic
,
M.
Gobbi
,
M.
Donolato
,
M.
Cantoni
, and
R.
Bertacco
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
203502
(
2008
).
10.
G.
Vieira
,
T.
Henighan
,
A.
Chen
,
A.
Hauser
,
F.
Yang
,
J.
Chalmers
, and
R.
Sooryakumar
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
128101
(
2009
).
11.
M.
Donolato
,
P.
Vavassori
,
M.
Gobbi
,
M.
Deryabina
,
M.
Hansen
,
V.
Metlushko
,
B.
Ilic
,
M.
Cantoni
,
D.
Petti
,
S.
Brivio
, and
R.
Bertacco
,
Adv. Mater.
22
,
2706
(
2010
).
12.
T.
Henighan
,
A.
Chen
,
G.
Vieira
,
A.
Hauser
,
F.
Yang
,
J.
Chalmers
, and
R.
Sooryakumar
,
Biophys. J.
98
,
412
(
2010
).
13.
G.
Ruan
,
G.
Vieira
,
T.
Henighan
,
A.
Chen
,
D.
Thakur
,
R.
Sooryakumar
, and
J.
Winter
,
Nano Lett.
10
,
2220
(
2010
).
14.
M.
Bryan
,
J.
Dean
,
T.
Schrefl
,
F.
Thompson
,
J.
Haycock
, and
D.
Allwood
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
192503
(
2010
).
15.
R. S.
Gaster
,
L.
Xu
,
S.-J.
Han
,
R. J.
Wilson
,
D. A.
Hall
,
S. J.
Osterfeld
,
H.
Yu
, and
S. X.
Wang
,
Nat. Nanotechnol.
6
,
314
(
2011
).
16.
B. T.
Dalslet
,
C. D.
Damsgaard
,
M.
Donolato
,
M.
Stromme
,
M.
Stromberg
,
P.
Svedlindh
, and
M. F.
Hansen
,
Lab Chip
11
,
296
(
2011
).
17.
M.
Donolato
,
E.
Sogne
,
B. T.
Dalslet
,
M.
Cantoni
,
D.
Petti
,
J.
Cao
,
F.
Cardoso
,
S.
Cardoso
,
P. P.
Freitas
,
M. F.
Hansen
, and
R.
Bertacco
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
073702
(
2011
).
18.
M. J.
Donahue
and
D. G.
Porter
,
OOMMF User’s Guide Version 1.0
, (
NIST
,
Gaithersburg, MD
,
1999
)
You do not currently have access to this content.