Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur, liderados por el profesor Yang Hyunsoo, han desarrollado un rectificador de espín a nanoescala capaz de convertir señales de radiofrecuencia (RF) de muy baja potencia, inferiores a -20 dBm, en una corriente continua utilizable.
El profesor Yang Hyunsoo explicó que los rectificadores tradicionales de diodos Schottky en gigahercios han permanecido estancados durante décadas debido a restricciones termodinámicas fundamentales a niveles de baja potencia. Los esfuerzos recientes se han centrado en mejorar la eficiencia de las antenas y las redes de adaptación de impedancia, lo que incrementa el tamaño del chip y dificulta la miniaturización.
El equipo de Yang ha demostrado que los rectificadores de espín a nanoescala ofrecen una forma compacta, sensible y eficiente de convertir la energía RF en corriente continua. «Nuestros resultados muestran que la tecnología SR es fácil de integrar y escalable, facilitando el desarrollo de grandes arreglos SR para diversas aplicaciones de RF y comunicaciones de baja potencia», afirmó Yang.
Para lograr este avance, los investigadores optimizaron los dispositivos de rectificación de espín en dos configuraciones: un rectificador único operativo entre -62 dBm y -20 dBm, y un arreglo de 10 rectificadores de espín en serie con una eficiencia de conversión del 7,8%. Integrando el arreglo en un módulo de recolección de energía, lograron alimentar un sensor de temperatura comercial con solo -27 dBm de potencia de entrada.
Los resultados, alcanzados en colaboración con investigadores de la Universidad de Tohoku en Japón y la Universidad de Messina en Italia, fueron publicados en la revista Nature Electronics el 24 de julio. Este concepto es prometedor, pero los módulos de recolección de energía con rectificadores de espín aún tienen margen de mejora. El equipo de Yang ahora trabaja en la integración de una antena en el chip, lo que podría aumentar aún más la eficiencia y la compactación.
Los investigadores también buscan colaborar con socios industriales y académicos para avanzar en el desarrollo de sistemas inteligentes autosuficientes con rectificadores de espín en el chip. Esperan que esto permita la aparición de tecnologías compactas en chip para la carga inalámbrica y los sistemas de detección de señales basados en la recolección de señales de radiofrecuencia ambiental.
