Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ferroelektrika: Digitales Gedächtnis in der Pol-Position

04.07.2011
Ein Computer bewahrt Daten bislang in Arbeitsteilung auf: Beim Start lädt er sie erst von der Festplatte in den Arbeitsspeicher. Dietrich Hesse und Marin Alexe erforschen am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle ferroelektrische Speichermaterialien, die das Hochfahren eines Rechners überflüssig machen würden und Daten besonders dicht packen könnten.

Richtig spannend wurde es für Marin Alexe abends in der Schlange vor dem Zapfhahn. Nicht, dass der Tag zuvor uninteressant gewesen wäre. Schließlich war Alexe extra für die Herbstschule zur Elektronenmikroskopie aus Rumänien nach Halle gekommen.

Wissenschaftler unterschiedlicher Disziplinen, von der Mikrobiologie bis zur Festkörperphysik, hatten sich hier im September 1994 am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik versammelt, um Neues über die Methode zu erfahren, mit der sich Metalle, Keramiken aber auch Viren oder Eiweißmoleküle Atom für Atom untersuchen lassen. In seiner täglichen Arbeit hatte Marin Alexe damit bislang eher weniger zu tun gehabt.

„Ich wollte die Methode mal kennenlernen“, sagt der Physiker – ein fröhlicher Mann mit markantem Schnauzbart, der damals am Nationalinstitut für Materialphysik in Bukarest eine Arbeitsgruppe leitete, obwohl er selbst gerade erst promovierte. Während er also nach vielen Vorträgen für ein Bier ansteht, teilt ihm der Zufall den Platz neben Dietrich Hesse zu, und die beiden Wissenschaftler kommen ins Gespräch. Eine Plauderei mit Folgen.

Noch heute erinnern sich die beiden Forscher genau an ihr erstes Treffen. Sie sitzen in Alexes schmalem Büro, dessen Wände bis unter die Decke mit Büchern zugestellt sind, dazwischen ein Stapel Schubfächer mit nummerierten Probengläschen. Marin Alexe erzählt, dass er an jenem Abend im September 1994 noch sehr viel mit Dietrich Hesse geredet hat. Knapp zwei Jahre später zieht er von Bukarest nach Halle und tritt am Max-Planck-Institut eine Stelle an, erst für zwei Jahre als Gast, anschließend im wissenschaftlichen Stab des Instituts. Denn in dem Gespräch, das nur nutzlose Zeit überbrücken sollte, haben die Physiker ziemlich schnell festgestellt, dass sie am selben Thema arbeiten: Ferroelektrika.

Weltweit erforschen nur wenige Forscher diese Materialien, obwohl sie nicht nur für Physiker mit einem Faible für ausgefallene Effekte interessant sind, sondern auch für Anwendungen in der Mikroelektronik. Denn ein Computer, der Information in einem ferroelektrischen Material speichert, hätte gegenüber einem Rechner von heute einen Startvorteil: Er müsste nicht langsam aufwachen, wenn er mit Strom belebt wird – er wäre auf Knopfdruck da wie ein Fernsehbild. Wird ein Rechner gestartet, lädt er Daten von der Festplatte in den Arbeitsspeicher, quasi vom Langzeit- ins Kurzzeitgedächtnis. Mit ferroelektrischen Speichern könnte sich diese Arbeitsteilung erübrigen, weil die Materialien die Vorteile von Festplatten und Arbeitsspeichern vereinen.

Die Festplatte bewahrt digitale Information in winzigen Magneten auf, die sich in zwei Richtungen polen lassen, sie erinnert sich daher dauerhaft. Man kann sie aber nicht beliebig dicht bepacken, weil sie mit einem Magnetfeld beschrieben und ausgelesen wird, das sich nicht auf wenige Nanometer fokussieren lässt. Außerdem entsteht dabei zu viel Wärme, um damit die Rechenoperationen eines laufenden Software-Programms auszuführen. Diese Probleme hat der Arbeitsspeicher nicht, aber er verliert das Gedächtnis, wenn der Strom weg ist. Denn er merkt sich elektrisch, was der Mensch vor dem Bildschirm gerade braucht.

Vollständiger Text unter: www.mpg.de/4359720/ferroelektrika

Ansprechpartner
Prof. Dietrich Hesse
Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Halle/Saale
Telefon: +49 34 5558-2741
E-Mail: hesse@mpi-halle.mpg.de
Dr. Marin Alexe
Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Halle/Saale
Telefon: +49 345 558-2705
Fax: +49 345 551-1223
E-Mail: malexe@mpi-halle.mpg.de
Detlef Hoehl
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Halle/Saale
Telefon: +49 345 5582-653
Fax: +49 345 5582-588
E-Mail: hoehl@mpi-halle.de

Peter Hergersberg | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de
http://www.mpg.de/4359720/ferroelektrika

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beschichtung lässt Muscheln abrutschen
18.08.2017 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht PKW-Verglasung aus Plastik?
15.08.2017 | Technische Hochschule Mittelhessen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

22.08.2017 | Physik Astronomie

Forscher beschreiben neuartigen Antikörper als möglichen Wirkstoff gegen Alzheimer

22.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Virus mit Eierschale

22.08.2017 | Biowissenschaften Chemie