IMPLEMENTAZIONE DI HARVESTER ELETTROMAGNETICI BASATI SU DIODI SPINTRONICI

In this thesis work, the optimization of a spintronic diode for applications in the field of energy harvesting in terms of non-resonant responses has been researched through systematic studies as functions of the physical parameters. Basically two research activities have been carried out: the first for a low frequency tail response with excitation of only alternating magnetic field; the second for a broadband response only in the presence of alternating current. The first activity showed the possibility of converting the magnetic fields into an electric DC voltage signal, but with mT magnetic field amplitude values higher than the desirable ones (microT). The second activity, on the other hand, showed that the spintronic diode exhibits a low frequency tail non-resonant response with different characteristics of frequency and amplitude of the output voltage depending on the physical parameters of the device. Furthermore, the results highlight that, instead, a broadband response can be obtained in the presence of other interactions, such as voltage-controlled magnetic anisotropy (VCMA).

In questo lavoro di tesi, è stata ricercata l’ottimizzazione, attraverso studi sistematici in funzioni dei parametri fisici, di un diodo spintronico per applicazioni nell’ambito dell’energy harvesting in termini di risposte non risonanti. Sono state svolte fondamentalmente due attività di ricerca: la prima per una risposta low frequency tail con eccitazione di solo campo magnetico alternato; la seconda per una risposta broadband solo in presenza di corrente alternata. La prima attività ha mostrato la possibilità di convertire i campi magnetici in un segnale elettrico di tensione continua, ma con valori di ampiezza del campo magnetico dei mT superiore a quelli desiderabili (microT). La seconda attività, invece, ha mostrato che il diodo spintronico esibisce una risposta non-risonante di tipo low frequency tail con diverse caratteristiche di frequenza ed ampiezza della tensione in uscita a seconda dei parametri fisici del dispositivo. Inoltre, i risultati evidenziano che, invece, una risposta broadband può essere ottenuta in presenza di altre interazioni, come la voltage-controlled magnetic anisotropy (VCMA).