El magnetismo en los materiales sólidos se origina a partir de diminutas "brújulas" atómicas llamadas espines de los electrones. En muchos compuestos magnéticamente ordenados, estos espines simplemente se alinean en paralelo o antiparalelo entre sí. Sin embargo, en sistemas más complejos pueden organizarse en patrones intrincados en el espacio, formando texturas de giro donde la dirección de la magnetización gira continuamente de un punto a otro. Dichas texturas incluyen: espirales y estructuras topológicas tipo vórtice (skyrmions) y son actualmente de gran interés porque tienen un gran potencial en la espintrónica, para almacenar y procesar información de forma energéticamente más eficiente.

Un tipo relevante de materiales que albergan tales estados son los imanes quirales, donde la falta de simetría de inversión conduce a una interacción de torsión entre los espines vecinos. En el compuesto quiral cúbico Cu₂OSeO₃ esta interacción estabiliza una estructura de espín helicoidal con un período espacial bien definido de 60 nanómetros, determinado por el equilibrio de fuerzas magnéticas en competencia.

En un estudio reciente, fruto de una colaboración internacional entre el Instituto Paul Scherrer (Suiza), Helmholtz-Zentrum Berlín (Alemania) y el Sincrotrón ALBA (España), han descubierto un estado magnético previamente desconocido localizado cerca de la superficie de Cu₂OSeO₃. Usando la técnica de la dispersión elástica resonante de rayos X (REXS) en la línea de luz BOREAS de ALBA, el equipo ha descubierto un patrón en espiral cuyo período es el doble que el de la hélice en su conjunto, un resultado sorprendente que revela cómo las interacciones magnéticas en la superficie pueden diferir notablemente de las que se producen en el interior del material.

El experimento pone de relieve la capacidad única de esta técnica de rayos X blandos para investigar el magnetismo con especificidad de elementos y sensibilidad superficial mejorada. Estos resultados demuestran que las superficies pueden albergar estados magnéticos distintos, lo que abre nuevas oportunidades para adaptar las texturas mediante ingeniería de interfases y películas finas.

Más allá del interés científico, el control de estas estructuras magnéticas confinadas en la superficie podría proporcionar nuevas formas de diseñar materiales funcionales para dispositivos espintrónicos de próxima generación, donde la información se codifica en patrones magnéticos a nanoescala en lugar de en su carga eléctrica.