Các thiết bị được đề cập là bộ dao động mômen quay được từ tính hóa đồng nhất không xoáy (xem sơ đồ)
Cảm biến từ đã được cấu tạo từ các điểm nối đường hầm từ tính (MTJ) và do đặc tính điện phi tuyến tính của chúng, một số MTJ nhất định có thể hoạt động như bộ dao động tần số cao và bộ chỉnh lưu.
Phần chính của dự án Singapore-Tohoku là chứng minh về mặt vật lý một điều mà các nghiên cứu lý thuyết trước đó đã đề xuất: rằng đáp ứng tần số của MTJ có thể tăng lên nếu một số được ghép nối thông qua các kết nối điện
Theo Đại học Tohoku: “Khả năng thương mại của MTJ tần số cao bị cản trở do công suất đầu ra nanowatt thường và băng thông rộng [MHz]”. “Đồng bộ hóa lẫn nhau của nhiều MTJ là một cách để khắc phục vấn đề này. Tuy nhiên, một con đường hiệu quả để đồng bộ hóa các MTJ tại Wi-Fi băng thông vẫn chưa rõ ràng cho đến bây giờ.”
Các MTJ 'dị hướng' 80 x 200nm được thiết kế, chế tạo tại Tohoku và thực sự tự dao động nếu bốn trong số chúng được kết nối nối tiếp hoặc song song với một số phân cực dc.
Bắt đầu như bộ tạo dao động không đồng bộ, chúng trở nên hài hòa hơn khi dòng điện tăng lên và được đồng bộ hóa hoàn toàn bởi một vài miliampe.
Cộng hưởng sắt từ của chúng nằm trong khoảng từ 2.0 đến 2.3GHz mà không có từ trường bên ngoài và có thể được điều chỉnh thông qua 2.4GHz bằng cách áp dụng từ trường.
Sự kết hợp song song tạo ra một đầu ra đặc biệt rõ ràng ở tần số 2.4GHz: với băng thông 8.4MHz ở tốc độ 850nW.
Một trong những hiệu ứng phi tuyến tính mà bộ dao động mô-men xoắn spin có thể thể hiện là 'hiệu ứng đi-ốt quay', dẫn đến sai lệch một chiều xuất hiện trên bộ dao động mô-men xoắn được bơm rf.
Trong một bằng chứng khái niệm tiếp theo, nhóm Singapore-Tohoku đã kết nối tám MTJ của họ nối tiếp trên một tụ và chiếu xạ chúng ở tần số 2.4 GHz.
Khoảng 30mV được tạo ra, ngay cả khi không có phân cực từ, ở dòng điện một chiều đủ để điều khiển đèn LED màu đỏ thông qua bộ chuyển đổi điện một chiều LTC3108 - một con chip được thiết kế để thu năng lượng điện áp thấp.
“Điều này đã chứng minh tiềm năng của một mảng trên chip của MTJ đối với các ứng dụng tần số cao như truyền dẫn không dây và thu năng lượng,” giáo sư Hyunsoo Yang của NUS cho biết.
Công việc được đề cập chi tiết trong bài báo Nature Communications có viết rõ ràng 'Bộ dao động mô-men xoắn được kết nối điện để truyền tải băng tần WiFi 2.4 GHz và thu năng lượng', có thể đọc toàn bộ mà không cần trả phí.