Eigenständig und nachhaltig

Es wird immer deutlicher, dass die Hersteller in der Europäischen Union weitgehend auf mikroelektronische Komponenten von außerhalb der EU angewiesen sind. Dies macht sie anfällig für Engpässe in der Materialversorgung. Um die Hightech-Entwicklung der EU zu unterstützen und ihre industrielle Unabhängigkeit zu stärken, sind neuartige Technologien mit radikal neuen Konzepten erforderlich. An solchen Konzepten arbeiten Wissenschaftler in dem EU-Projekt Obelix. Obelix wird in den kommenden vier Jahren vom Europäischen Innovationsrat (EIC) im Pathfinder-Programm mit rund 3,9 Millionen Euro gefördert. „Wir arbeiten hier Seite an Seite mit renommierten Einrichtungen aus Frankreich und Schweden sowie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg an sparsamen, umweltfreundlichen Technologien für die Mikroelektronik. Diese Thematik gehört in unserer Forschung zu den Highlights der nächsten Jahre“, sagt Mathias Kläui von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU).

Das Projekt „ Obelix – Orbital Engineering for Innovative Electronics” wird vom Centre national de la recherche scientifique (CNRS) koordiniert und hat eine Laufzeit von vier Jahren bis 2028. Für das Projekt ist entscheidend, dass die gesuchten neuen Technologien sowohl Nachhaltigkeit als auch Widerstandsfähigkeit gegenüber Unterbrechungen in den Lieferketten vorweisen. Gleichzeitig müssen sie den ökologischen Fußabdruck dieses wachsenden Sektors reduzieren. „Wir verfolgen konkret die Idee, besonders effizientes magnetisches Schalten zum Beispiel von Speichern zu entwickeln, indem wir den Bahndrehimpuls als neue Quelle verwenden“, erklärt Mathias Kläui. 

Gegenüber der bisherigen Nutzung des Spindrehimpulses könnte damit eine Verbesserung um das Zehnfache erzielt werden: einen zehnmal geringeren Stromverbrauch oder zehnmal schnellere Schaltungen bei gleichem Energiebedarf. „Als zweiten Punkt legen wir einen Schwerpunkt auf Systeme, die weniger seltene Materialien benötigen“, so Kläui, Professor am Institut für Physik der JGU. Das betrifft vor allem Materialien mit Seltenen Erden, die tatsächlich selten sind oder die zu einem großen Teil in China oder Russland lagern oder gefördert werden. „Wir wollen den Bahndrehimpuls mit Materialien erzeugen, die nicht selten und nicht umweltschädlich sind.“ Als Beispiel nennt der Physiker hier Kupfer-basierte Verbindungen.

Mit dem Pathfinder-Programm des Europäischen Innovationsrats sollen radikal neue Technologien identifiziert werden, die das Potenzial haben, ganz neue Märkte zu schaffen. Dazu werden visionäre und risikoreiche Projekte in einem frühen Entwicklungsstadium gefördert, bei denen über die Grundlagenforschung hinaus eine klare technologische Entwicklungsmöglichkeit besteht. Bei den Antragstellern, die an einem EIC-Pathfinder-Projekt teilnehmen, handelt es sich in der Regel um visionäre Wissenschaftler und unternehmerisch denkende Forscher aus Universitäten, Forschungseinrichtungen, Start-ups, Hightech-KMU oder um industrielle Akteure, die an technologischer Forschung und Innovation interessiert sind.

An Obelix sind außer dem CNRS, der JGU und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg noch das CNRS Innovation, die Aix-Marseille Université, die Universität Uppsala, das Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives in Frankreich und die französischen Unternehmen Imagine Optic und Thales beteiligt.

Mathias Kläui, der zusammen mit Yuriy Mokrousov für die JGU die Forschungen von Obelix am Standort Mainz betreut, ist Direktor des Forschungszentrums TopDyn – Dynamics and Topology und Standortsprecher des Sonderforschungsbereichs/Transregio (SFB/TRR) „Spin+X – Spin in its collective environment“ der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) mit der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Forschungsteams aus der Physik und der Chemie nunmehr in der dritten Phase seit Anfang 2024 mit rund 11 Millionen Euro.

JGU / DE