HIGO. 1. (a) Una ilustración esquemática de la estructura de nuestra muestra y la configuración experimental para detectar los campos electromagnéticos generados en la muestra bajo FMR. (b) Circuito eléctrico para evaluar las propiedades de carga eléctrica. Crédito:DOI:10.1063 / 5.0056724
Investigadores de la Escuela de Graduados en Ingeniería, La Universidad de la Ciudad de Osaka ha logrado almacenar electricidad con el voltaje generado por el fenómeno de conversión de resonancia ferromagnética (FMR) utilizando una película magnética ultrafina de varias decenas de nanómetros.
La investigación se llevó a cabo bajo la dirección del Prof. Eiji Shikoh. "Estamos interesados en utilizar de manera eficiente los recursos naturales de la Tierra para recolectar energía, "afirma el profesor, "y capturar la energía de las ondas electromagnéticas que nos rodean a través de la fuerza electromotriz (EMF) que generan en películas magnéticas bajo FMR muestra el potencial como una de esas formas". Su investigación fue publicada en la revista Anticipos de AIP .
La resonancia ferromagnética es un estado en el que la aplicación de ondas electromagnéticas y un campo magnético electrostático a un medio magnético hace que los electroimanes dentro del medio experimenten una precesión a la misma frecuencia que la de las ondas electromagnéticas. Como técnica, se utiliza a menudo para probar las propiedades magnéticas de una variedad de medios, desde materiales ferromagnéticos a granel hasta películas delgadas magnéticas a nanoescala.
"La investigación ha demostrado que un EMF se genera en un metal ferromagnético (FM) que está bajo FMR, "afirma Yuta Nogi, primer autor del estudio, "y exploramos las posibilidades de almacenamiento de energía utilizando dos FM que son muy duraderos, bien entendido, y, por lo tanto, de uso común en la investigación de RMF:un hierro-níquel (Ni 80 Fe 20 ) y hierro-cobalto (Co 50 Fe 50 ) película fina de aleación ".
Primero, El equipo confirmó que las dos películas de aleación generaban electricidad bajo resonancia ferromagnética y descubrió que Ni80Fe20 generaba alrededor de 28 microvoltios, mientras que Co50Fe50 generaba alrededor de 6 microvoltios de electricidad. Para almacenar la electricidad, utilizaron un dispositivo de resonancia de espín de electrones para presurizar la onda electromagnética, y el electroimán del dispositivo para el campo magnético estático. Conectando una batería de almacenamiento directamente a la membrana de la muestra a través de un conductor, el equipo observó que ambas muestras de FM almacenaron energía con éxito después de estar en un estado de FMR durante 30 minutos. Sin embargo, a medida que se extendía el tiempo de resonancia, la cantidad de energía almacenada con la película de aleación de hierro y níquel no cambió, mientras que la película de aleación de hierro y cobalto experimentó un aumento constante.
"Esto se debe a los respectivos rangos de campo magnético para la excitación FMR, ", concluye el profesor Shikoh. Tras investigar las diferentes características de almacenamiento de energía de las películas delgadas, el equipo encontró cuando estaban en los mismos estados térmicos durante los experimentos, Co 50 Fe 50 podría mantener FMR en una condición desafinada, mientras que Ni 80 Fe 20 estaba fuera del rango de excitación FMR. "Al controlar adecuadamente las condiciones térmicas de la película FM, "continúa el profesor, "La generación de EMF bajo resonancia ferromagnética se puede utilizar como tecnología de recolección de energía".
Otro punto interesante de esta investigación es que el equipo se centró en la generación de EMF en sí, independiente de su origen. Esto significa que siempre que se cumplan las condiciones de FMR, La energía se puede almacenar a partir de ondas electromagnéticas con las que interactuamos a diario, por ejemplo, el Wi-Fi de su café favorito.
