Interdisziplinäre Forschung

Technik-Nobelpreis geht an die Saale

Von Annegret Faber · 03.05.2014
Spin Elektronik, Nanostrukturen und elektronische Bauelemente sind einige der Forschungsgegenstände von Stuart Parkin. Für seine revolutionären Ideen im Bereich der Datenverarbeitung auf Festplatten wird der in Halle/Saale arbeitende Wissenschaftler nun ausgezeichnet.
Stuart Parkin sitzt in seinem neuen Arbeitsraum. Seit dem 1. April ist er Direktor am Max-Planck-Institut für Mikrophysik in Halle. Hinter ihm sind noch leere Regale. Vor ihm ein leerer Schreibtisch und ein Laptop. In der Hand hält er sein Smartphone:
"Es ist wunderbar dass ich an der Uni die Alexander von Humboldt Professur bekommen habe und gleichzeitig Direktor vom Max Planck Institutes für Mikrophysik bin. Das gibt uns die Möglichkeit ein internationales Zentrum für Nanosysteme zu gründen."
Mit der winzigen Welt der Nanophysik hat Stuart Parkin Großes vor. Auch im kleinen Halle an der Saale, einer Stadt mit einer viertel Millionen Einwohnern. Neben dem Direktorenposten wurde er auf eine Humboldt-Professur an die Martin-Luther-Universität berufen. Universität und Institut liegen nur 5 Gehminuten voneinander entfernt. Optimale Bedingungen für den 58 jährigen. Er wirkt jung und Energiegeladen. Deutschland ist für ihn ein Neustart mit großem Potential.
"Das Besondere an den Bedingungen hier im Max-Planck-Institut ist, dass wir interdisziplinär forschen können. Also nicht nur Physik, sondern Physik, Chemie und Biologie zusammenbringen um dann an Themenkomplexen zu forschen, die es erfordern über viele Jahre zuverlässige Finanzierung zu haben."

Über 30 Jahre lebte der Brite in Kalifornien und leitete dort das von IBM und der Stanford Universität betriebene Forschungszentrum für Spintronik. Dort hatte er Anfang der 90er Jahre auch seinen ersten großen Durchbruch. Gemeinsam mit dem IBM Forscherteam entwickelte er einen neuen Typ Lesekopf für Computerfestplatten.
Interdisziplinäre Forschung am Institut
Die Speicher wurden mit einem Schlag um das tausendfache größer. 1997 stellte IBM das erste kommerzielle Laufwerk her. Schnell kam die Forschung des Experimentalphysikers beim Verbraucher an. Die Technik seiner Leseköpfe rotiert noch heute in allen herkömmlichen Festplatten. Doch das ist für Stuart Parkin längst Vergangenheit.
Die Geschwindigkeit der Festplatten wird durch den Lesekopf mittlerweile sogar ausgebremst, sagt sein zukünftiger Kollege und Nanoforscher Prof. Georg Woltersdorf. Auch er lebt noch nicht lange in Halle. Seit dem letzten Herbst hat er an der Universität den Lehrstuhl für experimentelle Physik übernommen.
Eine Festplatte ist ja ein bisschen wie ein Schallplattenspieler. Also es ist im Prinzip so ein Lesekopf, der über eine Scheibe gerastert wird, das sieht sehr simpel aus und ist dadurch auch sehr, sehr günstig.
Aber auch sehr, sehr langsam. Durch die mechanische Bewegung des Lesekopfes sind nur etwa 100 verschiedene Lese- oder Schreibvorgänge pro Sekunde möglich. Ohne Lesekopf könnten magnetische Speicher um ein Vielfaches schneller sein. Seit mehreren Jahren arbeitet er an so genannten Racetrack-Speichern. Die einzelnen Bits werden in Nanodrähten gespeichert die millionenfach auf einer Art Tonband aufgereiht sind. Georg Schmidt, der Direktor des Instituts für Physik in Halle erklärt, dass die Nanodrähte dann an einer Lesestation vorbei geschoben werden.
"Das heißt, ich habe eine Möglichkeit, dass der Kopf nicht mehr zu den Bits kommen muss, sondern dass die Bits zu dem Kopf kommen. Und wenn man es schafft das zu integrieren, dann hat man ein Speichermedium mit extrem hoher Dichte, dass aber eine höhere Zugriffsgeschwindigkeit hat."
Das Ziel ist hier ein nichtflüchtiger Speicher der viel Platz hat und schnell arbeitet. Schon seit vielen Jahren untersucht Georg Woltersdorf die Eigenschaften von Nanomagneten für die Datenspeicherung. . In hochspezialisierten Geräten testet er unterschiedliche Materialien.
"Meinetwegen wir haben zehn Atome Eisen und darauf legen wir jetzt einige Atome Magnesiumoxyd ab und die Grenzfläche zwischen den beiden Materialien ist der Kontakt und was genau an dieser Grenzfläche statt findet und was für Störatome oder zusätzliche Atome da abgelegt werden, beeinflusst sehr stark, welche Eigenschaften dieser Schichtstapel dann hat."
Stuart Parkin trifft in Halle also auf Experten seines Fachgebietes. Sicher ein Grund, sich für Deutschland zu entschieden. Doch es gibt noch weitere:
"Ein Grund ist, dass das Max-Planck-Institut es mir erlaubt über einen Zeitraum von zehn bis fünfzehn Jahren wirklich ganz herausragende Forschungsaktivitäten zu entfalten. Darüber hinaus entsteht durch die enge Zusammenarbeit mit der Martin-Luther-Universität ein hervorragendes Forschungsumfeld für mich."
Fünfzehn Jahre interdisziplinär und planbar forschen. Das sind weltweit einmalige Bedingungen. Die braucht er auch, sagt er. Denn die Ziele seiner Grundlagenforschung sollen das Leben der Menschen im Ganzen verbessern. Genau das hatte er in den 90ern schon einmal geschafft und dafür bekommt er jetzt den Millennium Technologie Preis überreicht. Experten vergleichen ihn mit dem Nobelpreis für Technik. Dotiert ist er mit einer Million Euro. Mit dem Geld will der Wahl-Hallenser sich an der Saale ein Haus kaufen. Und sicher findet er dann auch Zeit, sein Büro einzurichten.
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