A nova ciência da spintrônica sobre os efeitos associados à transferência de spin de partículas carregadas permite não só criar promissoras memórias magnetorresistivas, mas também promete um avanço na geração de eletricidade a partir da radiação de radiofrequência “lixo”. Hoje, nas cidades, o espaço está supersaturado com todos os tipos de frequências, cuja energia, na grande maioria, é dissipada sem benefício. Tirar eletricidade dele é uma meta tentadora.
Um chip que extrai eletricidade do “ar”. Fonte da imagem: NUS
Pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) e da Universidade Tohoku do Japão (TU) criaram uma série de 50 osciladores de transferência de spin (geradores) em um cristal. Cada um dos minúsculos geradores consistia em uma cascata inteira de finas camadas de materiais dielétricos e magnéticos. Os mesmos materiais, mas em números menores, são usados para a produção da memória STT-MRAM.
Nestes materiais, sob a influência de um campo magnético externo – radiação de radiofrequência – surgem auto-oscilações com a geração de uma corrente polarizada de spin. A conexão serial ou paralela de várias dezenas desses geradores permite obter uma corrente alta o suficiente para carregar um capacitor e alimentar aparelhos eletrônicos simples.
Um chip criado por cientistas para extrair eletricidade da radiação de 2,4 GHz – este é um dos sinais portadores de Wi-Fi mais comuns – em cinco segundos carregou um capacitor em um circuito e então manteve um LED de 1,6 V aceso por cerca de um minuto. teoria, E os cientistas vão conseguir isso em experimentos, é possível criar um esquema de trabalho com o carregamento da bateria de um sinal Wi-Fi com posterior fornecimento de energia autônomo dos dispositivos mais simples da Internet das Coisas.
Fonte da imagem: Nature Communications
Para criar um esquema de trabalho a partir de uma série de osciladores de mineração, os pesquisadores tiveram que resolver muitos problemas, incluindo a sincronização dos osciladores e a compensação do impacto entre eles. Os efeitos de transferência de spin são tão sutis que a física dos processos envolve o surgimento e a influência mútua de vórtices magnéticos em materiais em osciladores separados. Portanto, a sincronização inclui fatores temporais e espaciais. Simplificando, mesmo a geometria do arranjo dos geradores no cristal afeta a geração de eletricidade, assim como os modos de geração diferem significativamente com a ativação sequencial e paralela dos osciladores.
Leia mais sobre o estudo em um artigo na Nature Communications. O artigo está disponível gratuitamente no link.