Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Millennium Technologie-Preis geht an Stuart Parkin

09.04.2014

Wenn wir heute Musik und Videos aus dem Internet streamen können, verdanken wir das nicht zuletzt dem Physiker Stuart Parkin. Es sind seine Erfindungen auf dem Gebiet der Spintronik, dank derer sich die Datendichte auf Festplatten um das 1000-fache erhöhen ließ und dank derer Computer-Clouds heute riesige Datenmengen speichern können. Dafür erhält der Direktor am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik Halle und Humboldt-Professor der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) nun den Millennium Technologie Preis der finnischen Akademie für Technologie. Die mit einer Million Euro dotierte Ehrung gilt als Nobelpreis auf dem Gebiet technischer und medizinischer Innovationen.

Der Max-Planck-Gesellschaft, der MLU und der Alexander von Humboldt-Stiftung war es gelungen, den Physiker nach Halle zu holen. Parkin forschte bisher bei IBM und an der Universität Stanford. Der Computerindustrie haben Stuart Parkins Entdeckungen zu einem Blockbuster verholfen.


Professor Stuart Parkin

Uni Halle / Maike Glöckner

Mit seiner Forschung zu dünnen magnetischen Schichten schuf er bei IBM die Basis, auf der das Unternehmen einen neuen Lesekopf für Festplatten entwickelte. Dieser liest Daten auch aus sehr dicht gepackten magnetischen Speichermaterialien zuverlässig aus. Mit einem Mal ließen sich auf Festplatten 1000 Mal mehr Daten unterbringen als zuvor.

So wurde die Ära von „Big Data“, also der Umgang mit großen Datenmengen, überhaupt erst möglich. Nicht zuletzt deshalb können wir einander heute problemlos Filme und Bilder über soziale Netzwerke oder Computer-Clouds, Gruppen vernetzter Rechner, zur Verfügung stellen.

Für die Forschung auf dem Gebiet der Spintronik, die der Innovation zugrunde liegt, zeichnet Finnlands Akademie für Technologie Stuart Parkin mit dem Millennium Technologie-Preis 2014 aus - dem weltweit größten Technologie-Preis. „Ich war sehr überrascht, als ich erfuhr, dass mir dieser renommierte Preis zugedacht ist“, sagt Stuart Parkin. „Ich empfinde diese Auszeichnung als eine große Ehre.“

Ein Ventil für elektronische Spins macht einen Lesekopf besonders sensibel

Parkin entwickelte eine Art Spin-Ventil aus zwei magnetischen Materialien, deren Magnetisierung sich unterschiedlich leicht ändern lässt. Der Spin ist eine quantenmechanische Eigenschaft und macht etwa Elektronen zu winzigen Magneten. In einem Magnetfeld orientieren sich die Spins, also die Magnete, entlang der Magnetfeldlinien. In einem magnetischen Material entsteht so eine magnetische Ordnung, in der sich die Spins der Elektronen regelmäßig ausrichten.

Liegt zwischen zwei dünnen magnetischen Schichten, die von der dünnen Lage eines Metalls getrennt werden, eine Spannung an, fließen die Elektronen von einer Magnetschicht in die andere. Wie hoch der elektrische Widerstand des magnetischen Sandwiches ist, hängt davon ab, ob die beiden magnetischen Schichten in gleicher oder entgegengesetzter Richtung gepolt sind.

Der Effekt dieses Riesenmagnetwiderstands, für dessen Entdeckung Albert Fert und Peter Grünberg mit dem Nobelpreis geehrt wurden, lässt sich ausnutzen, um Information aus dem magnetischen Speicherpunkt einer Festplatte auszulesen. Voraussetzung ist allerdings, dass das Magnetfeld des Speicherpunktes nur eine der magnetischen Schichten umpolen kann. Genau das ist im Spin-Ventil der Fall, das über die Widerstandsänderung die Polung des Speicherpunktes verrät. Da es auf viel kleinere Magnetfelder reagiert als andere Leseköpfe, lassen sich die einzelnen Speicherpunkte auf einer Festplatte drastisch verkleinern und die Speicherdichte deutlich erhöhen.

Stuart Parkin hat nach diesem Prinzip nicht nur Leseköpfe für Festplatten konzipiert, sondern auch eine neue Art von Random-Access Memory (RAM), die bisher etwa als Arbeitsspeicher von Computern verwendet werden. Der magnetische RAM, den Stuart Parkin entwickelt hat, könnte die Trennung zwischen Arbeitsspeicher und Festplattenspeicher endgültig überflüssig machen. In den letzten Jahren arbeitet Parkin zudem an einem Racetrack Memory, mit dem sich Daten in drei statt in zwei Dimensionen speichern lassen könnte. So ließe sich die Datendichte in Speichermedien noch einmal deutlich erhöhen.

Ein Gewinn für den Forschungsstandort Halle

Die Forschung an Datenspeichern wird Stuart Parkin nun in Halle fortsetzen, wo er seit Anfang April Max-Planck-Direktor und Humboldt-Professor an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg ist. „Mit diesem herausragenden Forscher können wir die wissenschaftliche Erfolgsgeschichte des Instituts fortschreiben und verhelfen dem Forschungsstandort Halle auch in Zukunft zu internationaler Sichtbarkeit“, sagt Peter Gruss, Präsident der Max-Planck-Gesellschaft.

Um Parkin für Halle zu gewinnen, haben die Max-Planck-Gesellschaft, die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und die Alexander von Humboldt-Stiftung gemeinsame Anstrengungen unternommen. „Es freut uns außerordentlich, dass es uns durch die sehr gute Partnerschaft der Universität und des Max-Planck-Instituts für Mikrostrukturphysik gelungen ist, den Ausnahmewissenschaftler Stuart Parkin hierher zu holen“, sagt Udo Sträter, Rektor der Universität.

In Halle wird Stuart Parkin unter anderem Schichten erforschen, die nur wenige Atomlagen dick sind, um etwa ein besseres Verständnis von Spin-Strömen zu erreichen. In Spin-Strömen kommt es nicht nur auf die Ladung von Elektronen an, sondern auch auf deren Spin. Wenn Forscher diese Ströme im Detail verstehen, können sie die Entwicklung der Spintronik vorantreiben.

Spintronische Datenchips könnten kleiner und stromsparender sein als elektronische Chips. Außerdem möchte Parkin das Konzept für eine völlig neue Art von Datenspeichern entwickeln. Diese sollen ihre Eigenschaften ähnlich wie das menschliche Gehirn während des Betriebs an neue Aufgaben anpassen. „Solche kognitiven Speicher könnten eine Million Mal weniger Strom brauchen als heutige Speicher“, sagt der Physiker.

Seite der Alexander von Humbold-Stiftung zu den Humboldt-Professuren mit Mediathek zu Stuart Parkin: www.humboldt-professur.de

Link zur finnischen Akademie für Technologie (Technology Academy Finland): www.technologyacademy.fi

Manuela Bank-Zillmann | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Neues Helmholtz-Institut in Würzburg erforscht Infektionen auf genetischer Ebene
24.05.2017 | Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren

nachricht CRTD erhält 1.56 Millionen Euro BMBF-Förderung für Forschung zu degenerativen Netzhauterkrankungen
24.05.2017 | DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien TU Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten