Energieeffiziente Informationstechnologien

Unser Ziel: riesige Datenmengen mit geringem Energieaufwand zu verarbeiten

Helmholtz Zentrum Berlin (Adlershof), BESSY II, Oliver Rader

HZB-Wissenschaftler erforschen Materialien mit ungewöhnlichen Eigenschaften für die Spintronik. Foto: I. Kniest

Mikrochips stecken überall: in Smartphones, Haushaltsgeräten und Serverfarmen. Der Anteil von Informations- und Kommunikationstechnologien macht schon heute mehr als 10 Prozent des gesamten Stromverbrauchs aus, Tendenz steigend. Die Systeme benötigen viel Strom und müssen aufwendig gekühlt werden. In Rechenzentren werden nur ein Drittel der Energie für die Informationsverarbeitung und zwei Drittel für die Kühlung der Server verwendet.


FIT Messsung

Magnetische Strukturen

Spintronik

In Zukunft soll sich dies ändern. Das HZB erforscht Materialklassen, die Daten mit deutlich weniger Energie verarbeiten könnten. Dazu zählen Topologische Isolatoren, Kohlenstoffstrukturen wie Graphen oder Dünnschichtsysteme aus Funktionalen Metalloxiden. In diesen Materialklassen spielen die magnetischen Momente (Spins) der Elektronen die entscheidende Rolle: Die Elektronen selbst müssen sich nicht bewegen. Deshalb ist weniger Energie nötig und es entsteht kaum Abwärme. Diese Technologie wird in Anlehnung an den Begriff „Elektronik“als Spintronik bezeichnet.