อุปกรณ์ที่เป็นปัญหาคือออสซิลเลเตอร์แรงบิดสปินนิ่งแบบแม่เหล็กที่ไม่มีกระแสน้ำวนสม่ำเสมอ (ดูแผนภาพ)
เซ็นเซอร์แม่เหล็กได้ถูกสร้างขึ้นจากจุดเชื่อมต่ออุโมงค์แม่เหล็ก (MTJ) และเนื่องจากลักษณะทางไฟฟ้าที่ไม่ใช่เชิงเส้น MTJ บางตัวควรสามารถทำหน้าที่เป็นออสซิลเลเตอร์และวงจรเรียงกระแสความถี่สูงได้
ส่วนหลักของโครงการสิงคโปร์ - โทโฮคุคือการแสดงให้เห็นถึงบางสิ่งบางอย่างที่การศึกษาทางทฤษฎีก่อนหน้านี้ได้ชี้ให้เห็นว่าการตอบสนองความถี่ของ MTJs อาจรุนแรงขึ้นหากหลายอย่างเชื่อมต่อกันผ่านการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า
“ความสามารถเชิงพาณิชย์ของ MTJ ความถี่สูงถูกขัดขวางเนื่องจากกำลังเอาต์พุตระดับนาโนวัตต์โดยทั่วไปและความกว้างของสาย [MHz]” ตามข้อมูลของมหาวิทยาลัย Tohoku “การซิงโครไนซ์ MTJ หลายรายการร่วมกันเป็นวิธีหนึ่งในการเอาชนะปัญหานี้ อย่างไรก็ตาม เส้นทางที่มีประสิทธิภาพในการซิงโครไนซ์ MTJ ที่ Wi-Fi แบนด์วิธยังไม่ชัดเจนจนถึงขณะนี้”
MTJs 'anisotropy' canted ขนาด 80 x 200 นาโนเมตรได้รับการออกแบบประดิษฐ์ขึ้นที่ Tohoku และทำการสั่นในตัวเองหากมีการเชื่อมต่อสี่ตัวในอนุกรมหรือขนานกับอคติ dc บางส่วน
เริ่มต้นเป็นออสซิลเลเตอร์ที่ไม่ซิงโครไนซ์พวกมันมีความกลมกลืนกันมากขึ้นเมื่อกระแสเพิ่มขึ้นและซิงโครไนซ์อย่างสมบูรณ์โดยไม่กี่มิลลิแอมป์
การสั่นพ้องของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอยู่ระหว่าง 2.0 ถึง 2.3GHz โดยไม่มีสนามแม่เหล็กภายนอกและสามารถปรับได้ผ่าน 2.4GHz โดยใช้สนามแม่เหล็ก
การผสมผสานแบบขนานทำให้ได้เอาต์พุตที่สะอาดโดยเฉพาะที่ 2.4GHz: ด้วยแบนด์วิดท์ 8.4MHz ที่ 850nW
หนึ่งในเอฟเฟกต์ที่ไม่ใช่เชิงเส้นที่ออสซิลเลเตอร์สปินทอร์กสามารถแสดงได้คือ 'สปินไดโอดเอฟเฟกต์' ซึ่งส่งผลให้เกิดความเอนเอียงแบบ dc ที่ปรากฏในออสซิลเลเตอร์แรงบิดหมุนที่สูบ rf
ในการพิสูจน์แนวคิดครั้งต่อไป ทีม สิงคโปร์-โทโฮกุได้เชื่อมต่อ MTJ แปดรายการเข้าด้วยกันเป็นชุดทั่วทั้ง capacitor และฉายรังสีที่ความถี่ 2.4GHz
สร้างขึ้นประมาณ 30mV แม้จะไม่มีอคติแม่เหล็กที่กระแสไฟฟ้ากระแสตรงเพียงพอที่จะขับเคลื่อน LED สีแดงผ่านตัวแปลง dc-dc LTC3108 ซึ่งเป็นชิปที่ออกแบบมาสำหรับการเก็บเกี่ยวพลังงานแรงดันต่ำ
“ สิ่งนี้ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงศักยภาพของชุด MTJ บนชิปที่มีต่อแอพพลิเคชั่นความถี่สูงเช่นการส่งสัญญาณไร้สายและการเก็บเกี่ยวพลังงาน” ศาสตราจารย์ฮยอนซูหยางแห่ง NUS กล่าว
งานนี้มีรายละเอียดอยู่ในเอกสารของ Nature Communications ที่เขียนไว้อย่างชัดเจนว่า 'Electrically connected Spin-Torque Oscillators for Electrically connected WiFi band Transmission and Energy Harvesting' ซึ่งสามารถอ่านได้ทั้งหมดโดยไม่ต้องชำระเงิน