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24.05.13 17:02 Alter: 7 Jahre
Kategorie: Top-News, Digital Lifestyle
Von: Arno Kral

Rost statt Sand: Forschungszentrum Jülich will im Oxid-Cluster am Rechner der Zukunft bauen

In einem neuen Labor wollen wollen Jülicher Forscher im Peter Grünberg Institut elektronische Materialien für eine neue Generation von Datenspeichern und Prozessoren entwickeln.


Gruppenfoto von der Einweihung des Oxid-Clusters (v. l. n. r.): Prof. Rainer Waser; Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel, MdB; Prof. Regina Dittmann; Prof. Sebastian M. Schmidt.

Gruppenfoto von der Einweihung des Oxid-Clusters (v. l. n. r.): Prof. Rainer Waser; Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel, MdB; Prof. Regina Dittmann; Prof. Sebastian M. Schmidt.

Jülich -- Heute hat im Forschungszentrum Jülich (FZJ) der parlamentarische Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), MdB Thomas Rachel, den neu eingerichteten Oxid-Cluster eingeweiht. Das neue Labor im Peter Grünberg Institut soll einzigartige Möglichkeiten zur Erforschung elektronischer Materialien für eine neuartige Generation von Datenspeichern und Prozessoren bieten. Drei Jahre lang hat die Jülicher Projektleiterin Prof. Regina Dittmann den Aufbau koordiniert. Insgesamt sind rund 3,7 Millionen Euro in den Aufbau des Oxid-Clusters geflossen, darunter 940.000 Euro Sonderförderung des BMBF.

Rachel sagte: „Die Anforderungen an Computerprozessoren und Datenspeicher werden immer komplexer, gleichzeitig darf der Energieverbrauch nicht unverhältnismäßig in die Höhe schnellen. Mit dem Oxid-Cluster werden die Jülicher Forscherinnen und Forscher daran arbeiten, beide Herausforderungen gemeinsam zu lösen“.

Metalloxide, also chemische Metall-Sauerstoff-Verbindungen, weisen besondere elektronische und magnetische Eigenschaften auf, etwa den interessanten Effekt, dass eine einmalig angelegte Spannung ihren elektrischen Widerstand dauerhaft vergrößert oder verkleinert. Diese sogenannten memristiven Materialzustände lassen sich als Miniatur-Schalter für elektrische Bauelemente nutzen und gelten daher als potenzielle Nachfolger herkömmlicher Halbleiter-Transistoren aus Silizium. Da die neuartigen Bauteile neben den logischen Zuständen „0“ und „1“ auch Zwischenzustände verarbeiten können, wären sie perfekt zum Aufbau lernfähiger Systeme nach dem Vorbild biologischer Synapsen im menschlichen Gehirn geeignet. Was bei solch neuartigen, auch Memristoren genannten, Bauteilen auf Basis von Metalloxiden auf der Nano-Skala passiert, ist bisher nur zum Teil verstanden. Der Einsatz des Oxid-Clusters soll es den Forscherinnen und Forschern des Peter Grünberg Instituts ermöglichen, fundamentale Fragestellungen zu klären und wichtige Erkenntnisse zu gewinnen, mit denen sich die Herstellungsprozesse und der Aufbau zukünftiger Logik- und Speicherelemente auf der Basis von Metalloxiden optimieren lassen.

Schlittenfahrt im Rohr

Im neuen Labor können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die empfindlichen Oxid-Schichten unter anderem erstmals während des Wachstums und unmittelbar nach verschiedenen Schaltvorgängen untersuchen. Da der Kontakt mit Luft das Material sofort beeinträchtigen würde, sind im Oxid-Cluster verschiedene Beschichtungs-Plätze durch fest verschraubte Rohre mit Mikroskopen und Spektroskopen verbunden. In ihnen können die empfindlichen Schichten auf Schlitten im Ultrahochvakuum vom Ort ihrer Herstellung zur Mess- oder Beobachtungsstation transportiert werden.

Dies ist jedoch nur eines von vielen Einsatzgebieten des Oxid-Clusters. Andere Forschungsschwerpunkte beschäftigen sich mit Materialien für die Sensorik oder für die Katalyse sowie für die Energietechnik, beispielsweise Brennstoffzellen. 

Erst im Oktober 2012 hatte das Forschungszentrum Jülich gemeldet, sich in einem ebenfalls neu gegründeten Institutsbereich den Grundlagen für neue elektrochemische Energiespeicher und -wandler auf Basis von Silizium-Luft-Basis (Sand) zu widmen.


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