FICO. 1. (a) Un'illustrazione schematica della nostra struttura del campione e della configurazione sperimentale per rilevare l'EMF generato nel campione sotto FMR. (b) Circuito elettrico per valutare le proprietà di carica elettrica. Credito:DOI:10.1063/5.0056724
Ricercatori della Scuola di Dottorato in Ingegneria, L'Università della città di Osaka è riuscita a immagazzinare elettricità con la tensione generata dal fenomeno di conversione della risonanza ferromagnetica (FMR) utilizzando una pellicola magnetica ultrasottile di diverse decine di nanometri.
La ricerca è stata condotta sotto la guida del Prof. Eiji Shikoh. "Siamo interessati a utilizzare in modo efficiente le risorse naturali della Terra per raccogliere energia, "afferma il professore, "e catturare l'energia dalle onde elettromagnetiche che ci circondano attraverso la forza elettromotrice (EMF) che generano nei film magnetici sotto FMR mostra il potenziale in un modo del genere". La loro ricerca è stata pubblicata sulla rivista I progressi dell'AIP .
La risonanza ferromagnetica è uno stato in cui l'applicazione di onde elettromagnetiche e di un campo magnetico elettrostatico a un supporto magnetico fa sì che gli elettromagneti all'interno del supporto subiscano una precessione alla stessa frequenza di quella delle onde elettromagnetiche. Come tecnica, è spesso usato per sondare le proprietà magnetiche di una varietà di media, dai materiali ferromagnetici sfusi ai film magnetici sottili su nanoscala.
"La ricerca ha dimostrato che un EMF è generato in un metallo ferromagnetico (FM) che è sotto FMR, " afferma Yuta Nogi, primo autore dello studio, "e abbiamo esplorato le possibilità di accumulo di energia utilizzando due FM altamente durevoli, capito bene, e quindi comunemente usato nella ricerca FMR - un ferro-nichel (Ni 80 Fe 20 ) e ferro-cobalto (Co 50 Fe 50 ) film sottile di lega."
Primo, il team ha confermato che i due film di lega hanno generato elettricità sotto risonanza ferromagnetica e hanno scoperto che Ni80Fe20 ha generato circa 28 microvolt mentre Co50Fe50 ha generato circa 6 microvolt di elettricità. Per immagazzinare l'elettricità, hanno usato un dispositivo di risonanza di spin elettronico per pressurizzare l'onda elettromagnetica, e l'elettromagnete del dispositivo per il campo magnetico statico. Collegamento di una batteria di accumulo direttamente alla membrana del campione tramite un conduttore, il team ha osservato che entrambi i campioni FM hanno immagazzinato con successo energia dopo essere stati in uno stato di FMR per 30 minuti. Però, all'aumentare del tempo di risonanza, la quantità di energia immagazzinata con il film in lega ferro-nichel non è cambiata mentre il film in lega ferro-cobalto ha visto un aumento costante.
"Ciò è dovuto ai rispettivi intervalli di campo magnetico per l'eccitazione FMR, " conclude il Prof. Shikoh. Dopo aver studiato le diverse caratteristiche di accumulo di energia dei film sottili, il team ha scoperto che quando erano negli stessi stati termici durante gli esperimenti, Co 50 Fe 50 potrebbe mantenere FMR in una condizione depotenziata, mentre Ni 80 Fe 20 era al di fuori dell'intervallo di eccitazione FMR. "Controllando opportunamente le condizioni termiche del film FM, "continua il professore, "La generazione di campi elettromagnetici sotto risonanza ferromagnetica può essere utilizzata come tecnologia di raccolta di energia".
Un altro punto interessante di questa ricerca è che il team si è concentrato sulla generazione di EMF stessa, indipendente dalla sua origine. Ciò significa che finché le condizioni FMR sono soddisfatte, l'energia può essere immagazzinata dalle onde elettromagnetiche con cui interagiamo quotidianamente, ad esempio il Wi-Fi del tuo bar preferito.
