Physiker entwickelt Datenspeicher der Zukunft

Industrie-Club Düsseldorf und Wissenschaftszentrum NRW verlieh Wissenschaftspreis 2008 an Dr. Wojciech Welnic

Physiker erforscht schnellen Datenspeicher der Zukunft.

Ob bei Handys, MP3-Playern oder Digitalkameras – moderne Technologien zur Datenspeicherung spielen im Alltag eine herausragende Rolle. Das Ziel des 30-jährigen Physikers Dr. Wojciech Welnic ist es, eine zukunftsträchtige Da-tenspeicher-Methode zu entwickeln. Für seine innovative Arbeit „Materialdesign am Computer – von der Dichtefunktionaltheorie zum innovativen Datenspeicher“ wurde Dr. Welnic mit dem Wissenschaftspreis 2008 ausgezeichnet.

Am Mittwoch, den 7. Mai 2008, um 18.30 Uhr, verlieh der Industrie-Club Düsseldorf in Zusammenarbeit mit dem Wissenschaftszentrum Nordrhein-Westfalen zum 11. Mal den mit 20.000 Euro dotierten Preis, der in diesem Jahr im Bereich „Physik: Von der Grundlagenforschung in die Anwendung“ ausgeschrieben wurde.

Die interdisziplinäre Arbeit von Dr. Welnic verbindet fundamentale Grundlagenforschung im Bereich der Festkörperphysik mit industrieller Anwendung. Er untersucht in seiner Dissertation, die an der RWTH Aachen in Kooperation mit dem Forschungszentrum Jülich und der Pariser École Polytechnique entstanden ist, Phasenwechselmaterialien, die bei der Speicherung großer Datenmengen eingesetzt werden können. Schon heute basieren optische Datenspeicher wie wiederbeschreibbare DVDs auf dieser Materialklasse. Für die Zukunft gelten elektronische Phasenwechselmaterialien als viel versprechende Nachfolger der heute üblichen Flash-Speicher, die vor allem als mobile elektronische Datenspeicher eingesetzt werden.

Phasenwechselmaterialien zeichnen sich durch einen schnellen Übergang zwischen amorpher und kristalliner Phase aus, der durch lokale Bestrahlung mit einem Laserpuls oder durch Anlegen eines elektrischen Stroms erreicht wird. Hierbei ändern sich die optischen und elektronischen Eigenschaften des Materials, was einen Einsatz der Phasenwechselmaterialien in der optischen und der elektronischen Datenspeicherung ermöglicht. Durch ihre Schnelligkeit und gute Skalierbarkeit können diese Materialien für mobile Anwendungen genutzt werden, bei denen große Datenmengen auf einem kleinen Speicherchip schnell gespeichert, gelesen und überschrieben werden müssen.Live-TV auf dem Mobiltelefon ist ein Anwendungsfeld, das durch Phasenwechselmaterialien realisiert werden könnte.

Obwohl diese Materialien bereits industriell verwendet werden, sind die physikalischen Ursachen unzureichend erforscht. Deshalb erfolgt die Materialauswahl bisher nach empirischen Kriterien. Die Arbeit von Dr. Welnic trägt dazu bei, diese Forschungslücke zu schließen und leistet einen entscheidenden Bei-trag zum besseren Verständnis der Phasenwechselmaterialien. Auf ihrer Basis wird eine für die Anwendung zielgerichtete Materialauswahl möglich. Um die ungewöhnlichen Eigenschaften des zukunftsträchtigen Speichermaterials zu erklären, greift Dr. Welnic auf die Dichtefunktionaltheorie zurück. Sie zählt zu den modernsten Methoden der theoretischen Festkörperphysik und wird hier für Phasenwechselmaterialien zum ersten Mal eingesetzt.

Dr. Welnic nutzt die Ergebnisse seiner Arbeit, um verbesserte Legierungen für die Datenspeicherung mit Phasenwechselmaterialien vorherzusagen. Für künftige Anwendungen werden größere und schnellere Speicher benötigt, die mit der heute gängigen Flash-Technologie nicht mehr realisiert werden können. Flash-Speicher lassen sich nicht schnell genug beschreiben, außerdem erreicht die Speicherdichte in naher Zukunft eine obere Grenze.

Dr. Welnic arbeitet an einer Zukunftstechnologie, die für die Industrie von besonderer Bedeutung ist. „Nach heutigem Forschungsstand gibt es drei bis vier Alternativen zur Flash-Technologie“, erklärt Dr. Welnic. „Die Wahrscheinlichkeit, dass bald Phasenwechselmaterialien zur Datenspeicherung eingesetzt werden, ist sehr groß.“

Dr. Welnics Arbeit hat eine große Resonanz in der Wissenschaftswelt hervor-gerufen: Der Physiker wurde zu zahlreichen internationalen Tagungen und Workshops eingeladen, seine Ergebnisse wurden in renommierten Fachmagazinen veröffentlicht. Außerdem erhielt der junge Forscher die Borchers-Plakette der RWTH Aachen für seine mit summa cum laude bestandene Promotion und den Friedrich-Wilhelm-Preis der RWTH Aachen. Sein aktuelles Post-Doc-Projekt zur Nahordnung in Phasenwechselmaterialien wird durch ein Feodor-Lynen-Stipendium der Alexander-von-Humboldt-Stiftung gefördert.

Durch die Auszeichnung mit dem Wissenschaftspreis 2008 gehört Dr. Welnic zu den erfolgreichsten Physik-Nachwuchswissenschaftlern in Nordrhein-Westfalen. Verbunden mit dem Preis ist die Möglichkeit, mit den Stars der Wissenschaftsszene ins Gespräch zu kommen: Neben dem Preisgeld erhält Dr. Welnic eine Einladung zum diesjährigen Nobelpreisträgertreffen in Lindau.

Festakt am 7. Mai 2008, um 18.30 Uhr
Die Verleihung des Wissenschaftspreises 2008 fandt am 7. Mai 2008, um 18.30 Uhr, im Industrie-Club Düsseldorf, Elberfelder Straße 6, statt. Nach den Grußworten des Vorstandsvorsitzenden des Industrie-Clubs Düsseldorf, Joachim Scheele, des Präsidenten des Wissenschaftszentrums Nordrhein-Westfalen, Prof. Dr. Dr. h.c. Gert Kaiser, und des Staatssekretärs im NRW-Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Dr. Michael Stückradt, stellt der Preisträger seine Arbeit vor. Den Festakt beschließt Prof. Dr. Gerd Litfin, Präsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, mit dem Festvortrag „Innovation – der Wirtschaft höchstes Gut.“.
Fototermin am 7. Mai 2008, um 18.15 Uhr, Industrie-Club Düsseldorf (Treffpunkt im Foyer)
Anwesend:
– Preisträger Dr. rer. nat. Wojciech Welnic, Laboratoire des Solides Irradiés der École Polytechnique (Palaiseau/ Frankreich); Physik-Studium, Dissertation und Postdoktorand an der RWTH Aachen
– Joachim Scheele, Vorstandsvorsitzender des Industrie-Clubs Düsseldorf
– Prof. Dr. Dr. h.c. Gert Kaiser, Präsident des Wissenschaftszentrums Nordrhein-Westfalen
Wissenschaftspreis 2009: Chemie
Mit dem Wissenschaftspreis werden jährlich wissenschaftliche Forschungsarbeiten in wechselnden Disziplinen ausgezeichnet, die dazu beitragen, die Lücke zwischen Grundlagenforschung und Innovation in der Anwendung zu schließen. 2009 wird der Nachwuchswissenschaftlerpreis im Themenfeld „Chemie“ ausgeschrieben.