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41. IFF-Ferienschule: 208 Nachwuchsforscher aus 30 Ländern besuchen Jülich

04.03.2010
Oxide mit exotischen Eigenschaften und großem Anwendungspotenzial stehen im Zentrum

Am 8. März öffnet die Jülicher "IFF-Ferienschule" zum 41. Mal ihre Pforten. Die international beliebte Ferienschule des Jülicher Instituts für Festkörperforschung (IFF) steht unter dem Motto "Electronic Oxides: Correlation Phenomena, Exotic Phases, and Novel Functionalities" und dauert bis zum 19. März. Im Rahmen dieses Kurses bieten Wissenschaftler aus Jülich und von anderen Institutionen Studenten und Nachwuchsforschern aus der ganzen Welt einen umfassenden Überblick über ein jährlich wechselndes, aktuelles Thema aus der Festkörperphysik.

Nichtmagneten, die durch Lichteinwirkung magnetisch werden, Isolatoren, die sich in elektrischen oder magnetischen Feldern in Metalle wandeln, Keramiken, die bei minus 140 Grad Celsius Strom ohne Verlust leiten - eine Substanzklasse mit diesen und weiteren bemerkenswerten Eigenschaften steht im Fokus der 41. IFF-Ferienschule. 208 Studierende, Diplomanden, Doktoranden und junge Forscher von 104 Universitäten und Instituten haben sich dazu angemeldet. Manche von ihnen nehmen einen weiten Weg nach Jülich auf sich: Sogar aus den USA, aus Indien und China haben sich Teilnehmerinnen und Teilnehmer angemeldet.

"In der Informationstechnologie der Zukunft haben elektronische Oxide das Potenzial, die heutige siliziumbasierte Halbleitertechnologie mit neuen Funktionalitäten zu ergänzen", erläutert Prof. Thomas Brückel, einer der Direktoren des Instituts für Festkörperforschung, die die Ferienschule in diesem Jahr organisieren. Denn elektronische Oxide können viel mehr. Metallische Oxide stecken heute zum Beispiel schon im Arbeitsspeicher von PCs oder in Speicherchips von elektronischen Schlüsselkarten, wie man sie aus Hotels kennt. Als Bestandteil elektronischer "Nasen" können sie Gase nachweisen und in photoelektrochemischen Zellen Wasserstoff erzeugen.

Jülicher Forscher arbeiten an neuen Konzepten für die Informationstechnologie. Vorteil von so genannten RRAM-Speicherchips (RRAM = Resistive Random Access Memory) etwa auf Basis spezieller, redoxaktiver Oxide: Sie sind nicht flüchtig, verlieren also ihre Daten auch bei Stromverlust nicht. "Darüber hinaus sind Speicherdichten bis in den Bereich von Tera-Bits pro Quadratzentimeter denkbar und Schaltzeiten unter zehn Nanosekunden. Dies sind Eigenschaften, an die die heutigen siliziumbasierten Flash- und DRAM-Speicher (DRAM = Dynamic Random Access Memory) aus prinzipiellen physikalischen Gründen niemals herankommen werden", erläutert Mitorganisator Prof. Rainer Waser. "Wir arbeiten zum Beispiel daran herauszufinden, wie das Schalten auf atomarer Ebene abläuft oder wie wir die Anzahl der Schaltzyklen erhöhen können."

Doch grundlegende physikalische Fragen der elektronischen Oxide sind noch ungeklärt. Im Inneren dieser Materialien wechselwirken eine schier unvorstellbare Zahl von Elektronen, die sich - anders als in Metallen - nicht frei bewegen können. Herkömmliche Herangehensweisen der Physik, die Elektronen als unabhängige Teilchen zu betrachten, stoßen deshalb bisher an ihre Grenzen. "Für die Festkörperphysik bildet dies derzeit die größte Herausforderung", erklärt Brückel.

Die 41. Ferienschule spannt einen Bogen von den theoretischen und experimentellen Grundlagen der elektronischen Oxide über moderne physikalische Methoden bis zu aktuellen Forschungsergebnissen und -projekten. Ausgewählte Schwerpunkte betreffen zum Beispiel modernste Untersuchungsmethoden wie die Neutronenstreuung oder die Elektronenmikroskopie, die Hochtemperatursupraleitung, deren Entstehung nach wie vor ungeklärt ist, oder Materialien, die zukünftig in der Informationstechnologie Verwendung finden sollen. Um das theoretische Wissen zu vertiefen, wird das Programm von Laborbesichtigungen und Praktika ergänzt. Neben Brückel und Waser gehören auch Prof. Claus M. Schneider und Prof. Stefan Blügel, ebenfalls Direktoren am IFF, zu den Organisatoren.

Ausrichtende Bereiche:
IFF-1 "Quanten-Theorie der Materialien": http://www.fz-juelich.de/iff/d_th1
IFF-4 "Streumethoden": http://www.fz-juelich.de/iff/d_ism
IFF-6 "Elektronische Materialien": http://www.fz-juelich.de/iff/d_iem
IFF-9 "Elektronische Eigenschaften": http://www.fz-juelich.de/iff/d_iee
Pressekontakt:
Angela Wenzik, Wissenschaftsjournalistin, Forschungszentrum Jülich, Institut für Festkörperforschung

52425 Jülich, Tel. 02461 61-6048, E-Mail: a.wenzik@fz-juelich.de

Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de - Forschungszentrum Jülich
http://www.fz-juelich.de/iff/index.php - Institut für Festkörperforschung
http://www.fz-juelich.de/iff/fs2010/ - Programm der Ferienschule 2010

Peter Schäfer | Forschungszentrum Jülich
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

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