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Physiker Mackkenzie wittert Computerzukunft in hochreinen Ein-Kristallen

Andrew P. Mackenzie. Abb.: MPI-CPFS

Andrew P. Mackenzie. Abb.: MPI-CPFS

Schotte ist neuer Direktor am Dresdner Planck-Institut für Chemische Physik

Dresden, 4. Februar 2013: Der schottische Physiker und Reinkristallexperte Prof. Andrew Mackkenzie ist der neue Direktor für Festkörperphysik am Dresdner „Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe“ (MPI-CPFS). Im Zuge seiner Berufung hat ihm die Max-Planck-Gesellschaft eine Millionen-Investition in einen neuen Reinraum mit modernster Analyse- und Experimentiertechnik zugesagt, damit der 48-Jährige in Dresden seine Forschungen an der Zukunft der Mikroelektronik vorantreiben kann.

Quantenelektronik und Spintronik auf der Spur

„Jeder weiß, dass die Elektronik-Industrie bald einen grundlegend neuen Ansatz braucht, weil die Silizium-Technologie an ihre Grenzen stößt“, erklärte der Schotte. „Ich will hier in Dresden Materialien untersuchen und testen, die in Zukunft zu einer neuen Quantenelektronik führen könnten.“ Er sehe „aufregende Zeiten“ auf Forschung und Industrie zukommen, zum Beispiel mit Blick auf künftige Elektronikschaltungen, in denen der Drehimpuls einzelner Elektronen die Informationsverarbeitung übernimmt („Spintronik“).

Freilich sei bis dahin noch ein weiter Weg zu gehen. „Was wir hier machen, ist Grundlagenforschung“, betonte Mackenzie. Die Wirkprinzipien von Silizium-Physik beispielsweise habe man bereits in den 1930er Jahren verstanden – aber erst ab den 1960er Jahren mündete dieses Wissen in die Computerrevolution. Entsprechend könne durchaus 30 oder 40 Jahre dauern, bis die Forschungsergebnisse, die man hier am Max-Planck-Institut gewinne, zu praktischen Produkten führen.

Allerdings sei gerade diese Überlegung für ihn einer der Gründe gewesen, von der schottischen University of St Andrews nach Deutschland und speziell nach Dresden zu wechseln. „Die Max-Planck-Gesellschaft hat weltweit einen sehr guten Ruf und das deutsche System aus Grundlagenforschung auf der einen Seite und anwendungsnaher Entwicklung in der Fraunhofer-Gesellschaft auf der anderen Seite ist beispielhaft“, sagte Mackenzie. Zudem habe er bei früheren Besuchen in Dresden den Eindruck gewonnen, dass die Sachsen nicht nur ein freundliches Volk, sondern in ihrer Forschungspolitik auch sehr weitsichtig seien.

Für seine Dresdner Forschungen an der Elektronik von übermorgen will der mehrfach ausgezeichnete Physiker hochreine Kristalle züchten, die aus Oxiden von in der Alltagswelt eher seltenen Elementen wie Strontium und Ruthenium bestehen. Je präziser diese Kristalle gezüchtet werden, umso interessantere Eigenschaften offenbaren sie: Teils leiten sie Strom widerstandslos (Supraleitung), teils zeigen sie faszinierende Quanteneffekte, die man prinzipiell auch für neuartige elektrische und elektronische Anlagen einsetzen könnte.

Weltweit größter Vektor-Magnet geplant

Um dies zu testen, bekommt der Schotte als Berufungsprämie einen neuen Reinraum im Planck-Institut an der Nöthnitzer Straße. Das Labor wird zum Beispiel mit speziellen Kristallzucht-Spiegelöfen ausgestattet, außerdem mit Anlagen, die mikroskopisch feine Strukturen durch Elektronen- und Atomrumpf-Strahlen erzeugen (Elektronen- und Ionenstrahl-Lithografie). Auch bekommt das Institut den weltweit größten Vektormagneten – ein Drei-Spulen-System, das Magnetfelder in verschiedene Richtungen drehen kann. Die genaue Investitionssumme wollte das MPI nicht nennen, es soll sich aber um mehrere Millionen Euro handeln.

Der 1964 in Schottland geborene Mackkenzie freut sich jedenfalls schon auf seine Dresdner Forschungszeit. In den kommenden Monaten möchte er sich hier auch eine feste Wohnung suchen und seine Frau und seine drei Kinder nachholen – „und ganz schnell Deutsch lernen“. Heiko Weckbrodt

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