Устройства подойдут в качестве альтернативы для батарейки для датчиков и миниатюрных устройств интернета вещей. Исследование опубликовано в журнале Nature Electronics.
Инженеры из Национального университета Сингапура разработали устройство, которое преобразовывает окружающие радиочастотные сигналы в постоянный электрический ток. Разработка в будущем поможет устранить необходимость в батареях в различных электронных устройствах.
Ученые использовали для преобразования наномасштабные спин-выпрямители (SR). Чтобы улучшить выходную мощность, устройства объединили в решетку. При этом для соединения использовались небольшие копланарные волноводы, что привело к компактной площади на кристалле и высокой эффективности.
Традиционные выпрямители, такие как диоды Шоттки, сталкиваются с термодинамическими ограничениями и паразитными эффектами на низких уровнях мощности. Напротив, предложенное решение работало даже при уровнях мощности радиочастотных волны ниже — 20 дБм — пороге, при котором существующие технологии испытывают трудности.
Массив из 10 спин-выпрямителей достиг эффективности 7,8% и высокой чувствительности. Для демонстрации работы устройства ученые запустили от своего преобразователя коммерческий датчик температуры.
Технологии сбора радиочастотной энергии имеют важное значение, поскольку они снижают зависимость от батареи, продлевают срок службы устройств, отмечают ученые. Кроме того, технология поможет снизить воздействие на окружающую среду и позволит использовать устройства интернета вещей в отдаленных районах, где частая замена батареи обходится слишком дорого.
