문제의 장치는 비 와류의 균일 한 자화 스핀 토크 발진기입니다 (다이어그램 참조).
자기 센서는 이미 자기 터널링 접합 (MTJ)으로 구성되었으며, 비선형 전기적 특성으로 인해 특정 MTJ는 고주파 발진기 및 정류기 역할을 할 수 있어야합니다.
싱가포르-도호쿠 프로젝트의 주요 부분은 이전의 이론적 연구에서 제안한 것을 물리적으로 입증하는 것이 었습니다. MTJ의 주파수 응답은 여러 개가 전기 연결을 통해 결합되면 날카 로워 질 수 있습니다.
도호쿠 대학(Tohoku University)에 따르면 "고주파 MTJ의 상업적 생존 가능성은 일반적으로 나노와트 출력 전력과 넓은 [MHz] 선폭으로 인해 방해를 받습니다." “여러 MTJ의 상호 동기화는 이 문제를 극복하는 한 가지 방법입니다. 그러나 MTJ를 동기화하는 효과적인 경로는 다음과 같습니다. Wi-Fi 인터넷 대역폭은 지금까지 명확하지 않았습니다.”
80 x 200nm 'canted anisotropy'MTJ는 Tohoku에서 설계 및 제작되었으며, 그중 XNUMX 개가 일부 DC 바이어스와 직렬 또는 병렬로 연결되면 실제로 자체 진동했습니다.
동기화되지 않은 발진기에서 시작하여 전류가 증가함에 따라 더욱 조화를 이루고 몇 밀리 암페어로 완전히 동기화되었습니다.
그들의 강자성 공명은 외부 자기장없이 2.0 ~ 2.3GHz였으며 자기장을 적용하여 2.4GHz까지 조정할 수 있습니다.
병렬 조합은 2.4GHz에서 특히 깨끗한 출력을 생성했습니다. 8.4nW에서 850MHz 대역폭입니다.
스핀-토크 발진기가 나타낼 수있는 비선형 효과 중 하나는 '스핀 다이오드 효과'로, rf 펌프 스핀-토크 발진기에 DC 바이어스가 나타납니다.
후속 개념 증명에서 싱가포르-도호쿠 팀은 8개의 MTJ를 직렬로 연결했습니다. 콘덴서 2.4GHz로 조사했습니다.
저전압 에너지 수확 용으로 설계된 칩인 LTC30 dc-dc 컨버터를 통해 적색 LED를 구동하기에 충분한 dc 전류에서 자기 바이어스 없이도 약 3108mV가 생성되었습니다.
NUS의 양현수 프로젝트 책임자는 "이것은 무선 전송 및 에너지 수확과 같은 고주파 애플리케이션에 대한 MTJ의 온칩 어레이의 잠재력을 입증했습니다."라고 말했습니다.
이 작업은 명확하게 작성된 Nature Communications 논문 '2.4GHz WiFi 대역 전송 및 에너지 수확을위한 전기적으로 연결된 스핀 토크 발진기'에 자세히 설명되어 있으며, 이는 지불없이 전체를 읽을 수 있습니다.