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Informationsspeicherung und -verarbeitung

Das Peter Grünberg Institut (PGI) verfolgt eine Reihe von Ansätzen, um Datenspeichertechnologien energieeffizienter, leistungsfähiger und schneller zu machen. Wissenschaftler untersuchen hierfür physikalische Phänomene und Eigenschaften von Materialien und Materialkombinationen im Nanobereich, wie beispielsweise in Halbleitern oder Oxiden. So untersuchen die Forscher, auf welchen unterschiedlichen Wegen Daten in Bits (1/0) gespeichert werden können: über die elektrische Ladung von Elektronen, über den Eigendrehimpuls (also den Spin) von Elektronen oder über die besondere Anordnung von Atomen, Ionen und organischen Molekülen – sogenannten Konfigurationen. Die Arbeiten dienen der Grundlagenforschung für die Entwicklung von Bauelementen und Bauelemente-Designs für Computerchips. Die Wissenschaftler halten aber auch nach ganz neuen physikalischen Phänomenen in geeigneten Materialien Ausschau, die sich für die Speicherung von Daten nutzen lassen könnten.

Weitere Ansätze, wie beispielsweise solche der Quantenmechanik, gehen über die Verarbeitung von Daten mittels nur zweier Zustände hinaus. Ziel hier ist es, auch Zwischenzustände von kleinsten Teilchen zu nutzen, wie es beispielsweise das Quantencomputing erfordert oder das neuromorphe Computing, das sich an der Funktionsweise des menschlichen Gehirns orientiert.

Eine besonders enge Partnerschaft im Bereich der "Future Information Technology" (FIT) besteht mit der RWTH Aachen im Rahmen der Jülich Aachen Research Alliance (JARA): So sind zwei Institutsbereiche des PGI zugleich JARA-Institute: Green IT (PGI-10) und für Quanteninformation (PGI-11). JARA ist eine deutschlandweit einzigartige Kooperation einer Hochschule mit einer Forschungseinrichtung. Sie hat verschiedene Sektionen. Eine davon ist JARA-FIT.

Das Peter Grünberg Institut ist nach dem Jülicher Nobelpreisträger für Physik (2007) benannt, der gemeinsam mit dem französischen Forscher Albert Fert für die Entdeckung des Riesenmagnetowiderstands, auch GMR-Effekt genannt, geehrt wurde. Die Entdeckung ebnete den Weg für die Miniaturisierung von magnetischen Datenspeichern.

Institute:

Peter Grünberg Institut (PGI):

Quanten-Theorie der Materialien (PGI-1/IAS-1)
Theoretische Nanoelektronik (PGI-2 / IAS-3)
Functional Nanostructures at Surfaces (PGI-3)
Streumethoden (JCNS-2 / PGI-4)
Mikrostrukturforschung (PGI-5 / ER-C-1)
Elektronische Eigenschaften (PGI-6)
Elektronische Materialien (PGI-7)
Halbleiter-Nanoelektronik (PGI-9)
JARA-Insitut Energy-efficient information technology (PGI-10)
JARA-Institut Quanten Information (PGI-11)

Ernst Ruska-Centrum für Mikroskopie und Spektroskopie mit Elektronen (ER-C):

Physik Nanoskaliger Systeme (ER-C-1 / PGI-5)
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (ER-C-2)

Weitere Informationen:

Memristive Speicher (Archiv)

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