המכשירים המדוברים הם מתנדים לא מומלצים באופן אחיד-מערבולת-ספין (ראה תרשים)
חיישנים מגנטיים כבר נבנו מצמתים של מנהרות מגנטיות (MTJ) ובגלל המאפיינים החשמליים הלא ליניאריים שלהם, MTJs מסוימים אמורים להיות מסוגלים לשמש מתנדים ומיישרים בתדירות גבוהה.
החלק העיקרי של פרויקט סינגפור-טוהוקו הדגים פיזית משהו שמחקרים תיאורטיים קודמים הציעו: שתגובת התדרים של MTJ יכולה להתחדד אם כמה היו מחוברים באמצעות חיבורים חשמליים.
"הכדאיות המסחרית של MTJs בתדר גבוה נפגעת עקב הספק מוצא ננו-ואט ורוחב קו רחב [MHz]", על פי אוניברסיטת טוהוקו. "סנכרון הדדי של מספר MTJs הוא דרך אחת להתגבר על בעיה זו. עם זאת, מסלול יעיל לסנכרון ה-MTJs ב- Wi-Fi רוחב הפס לא היה ברור עד עכשיו".
MTJs של 80 x 200 ננומטר "משופרים באניסוטרופיה" תוכננו, מפוברקו בטוהוקו, ואכן תנודה עצמית אם ארבעה מהם היו מחוברים בסדרה או במקביל להטיה של DC.
החל מתנדים לא מסונכרנים, הם הפכו להרמוניים יותר ככל שהזרם גדל, וסונכרנו לחלוטין בכמה מיליאמפר.
התהודה הפרומגנטית שלהם הייתה בין 2.0 ל -2.3 GHz ללא שדה מגנטי חיצוני, וניתן היה לכוונן אותם באמצעות 2.4 GHz על ידי יישום שדה מגנטי.
השילוב המקביל הפיק פלט נקי במיוחד ב -2.4 GHz: עם רוחב פס של 8.4MHz ב 850nW.
אחת ההשפעות הלא ליניאריות שיכולות להפגין מתנדים עם סיבוב מומנט היא 'אפקט הסיבוב-דיודה', מה שמביא להטיה של DC על מתנד מומנט ספין.
בהוכחה של קונספט לאחר מכן, צוות סינגפור-טוהוקו חיבר שמונה מה-MTJs שלהם בסדרות על פני קבל והקרין אותם במהירות 2.4GHz.
נוצר סביב 30mV, אפילו ללא הטיה מגנטית, בזרם DC מספיק כדי להניע נורית אדומה באמצעות ממיר DC-DC LTC3108 - שבב המיועד לקצירת אנרגיה במתח נמוך.
"זה הוכיח את הפוטנציאל של מערך ה- MTJ על גבי שבב כלפי יישומים בתדירות גבוהה כגון שידור אלחוטי וקצירת אנרגיה", אמר ראש הפרויקט, פרופסור היונסו יאנג מ- NUS.
העבודה מכוסה בפירוט בעיתון Nature Communications שנכתב בבירור 'מתנדים מומנטים מחוברים חשמלית להעברת פס של 2.4 GHz WiFi וקצירת אנרגיה', אותם ניתן לקרוא במלואם ללא תשלום.