Schweizer Forschung baut ein neues Netzwerk für Spintronik auf
KOMQUEST vernetzt das PSI mit Partnern in Deutschland und Südkorea. Die Kooperation soll Grundlagen der Spintronik und Quantenmaterialien voranbringen – marktreife Anwendungen sind damit noch nicht versprochen.
Das Paul Scherrer Institut (PSI) in Villigen ist neu Teil von KOMQUEST, einem internationalen Max-Planck-Zentrum für Quanten-Spintronik. Die Kooperation mit Forschungseinrichtungen aus Deutschland und Südkorea wurde diese Woche bekannt gegeben. Für die Schweiz ist das vor allem eine strategische Forschungsallianz: Sie verbindet hiesige Grossforschungsanlagen mit Spezialwissen für Materialien, Messmethoden und Nanostrukturen.
Worum es bei Spintronik geht
In der herkömmlichen Elektronik zählt vor allem die elektrische Ladung von Elektronen. Die Spintronik nutzt zusätzlich deren quantenmechanische Eigenschaft, den Spin. Das Forschungsfeld hat bereits Grundlagen für moderne Speicher- und Sensortechnologien geliefert. KOMQUEST will nun vier Bereiche weiterentwickeln: supraleitende, chirale und topologische Spintronik sowie die kohärente Steuerung von Spins.
Das klingt abstrakt, beschreibt aber eine zentrale Frage der Materialforschung: Wie lassen sich Eigenschaften von Elektronen in sehr kleinen Strukturen gezielt erzeugen, messen und kontrollieren? Die Antwort kann langfristig für Informationsspeicherung, Sensorik oder andere Bauteile relevant werden. Ob daraus später konkrete Produkte entstehen, ist offen. Das PSI spricht von Grundlagenforschung, nicht von einer kurzfristigen Markteinführung.
Fünf Partner, unterschiedliche Stärken
Zum Zentrum gehören neben dem PSI das Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle, die Pohang University of Science and Technology, die Seoul National University sowie das Center for Quantum Nanoscience an der Ewha Womans University. Laut Mitteilung soll gerade diese Arbeitsteilung den Unterschied machen: Materialherstellung, Nanofabrikation, Atom- und Röntgenmessungen sowie theoretische und experimentelle Quantenforschung werden zusammengeführt.
Das PSI bringt seine Infrastruktur und Erfahrung in Quantenmaterialien und Supraleitung ein. Seine Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS und der Röntgenlaser SwissFEL ermöglichen Untersuchungen auf sehr kleinen Längen- und Zeitskalen. Solche Anlagen ersetzen kein Laborwissen, erweitern aber die Möglichkeiten: Sie helfen, elektronische und atomare Strukturen neuer Materialien präziser zu beobachten.
Der Kick-off-Workshop fand vom 13. bis 16. September in Deutschland statt. Vom 16. bis 18. November soll das wissenschaftliche Programm in Seoul beginnen. Damit startet zunächst ein Forschungsnetzwerk, kein neues Schweizer Institut.
Was die Finanzierung aussagt
KOMQUEST ist laut PSI zunächst für fünf Jahre angelegt. Jede Partnerinstitution will jährlich 500’000 Euro beitragen. Die Summe macht das Zentrum finanziell sichtbar, sagt aber noch nichts über spätere industrielle Anwendungen oder einen Rückfluss in die Schweizer Wirtschaft aus. Solche Aussagen wären zum heutigen Zeitpunkt Spekulation.
Interessant ist die Konstruktion dennoch: Grosse Forschungsanlagen sind teuer und ihr Wert steigt, wenn Teams aus verschiedenen Disziplinen sie gezielt nutzen können. Das PSI liefert nicht nur Apparate, sondern Zugang zu Messverfahren und Know-how. Die asiatischen und deutschen Partner ergänzen dies mit Materialentwicklung, Bauelementefertigung und atomaren Quantentechniken.
Nachwuchs als Teil des Plans
Das Zentrum will Doktorierende und Postdoktorierende gezielt einbinden. Vorgesehen sind gemeinsame Gruppen, Workshops, Seminarreihen und Förderformate für junge Projektleitende. Für den Schweizer Forschungsplatz kann dieser Teil ebenso wichtig sein wie eine einzelne Messkampagne: Internationale Netzwerke entscheiden mit darüber, wo Fachleute ausgebildet werden und welche Projekte später entstehen.
Der wissenschaftliche Anspruch ist hoch, die Zeitschiene lang. KOMQUEST ist deshalb kein Versprechen für den nächsten Speicherchip aus der Schweiz. Es ist ein Versuch, an einer Stelle mitzuarbeiten, an der die Voraussetzungen für künftige Technologien geschaffen werden. Ob daraus ein technischer Durchbruch wird, müssen die Forschungsergebnisse erst zeigen.
Zugang ist ein Standortvorteil
Für die Schweiz liegt der unmittelbare Nutzen weniger in einem einzelnen Patent als im Zugang zu Arbeitsweisen und Daten. Wer an neuen Quantenmaterialien arbeitet, braucht nicht nur eine Probe, sondern Vergleichsmessungen, passende Nanostrukturen und Fachleute, die Resultate aus verschiedenen Verfahren zusammenführen können. Ein internationales Zentrum kann solche Schritte koordinieren und jungen Forschenden Aufenthalte bei den Partnern ermöglichen.
Das ist auch ein Wettbewerb um Aufmerksamkeit und Talente. Quanten- und Materialforschung ist global organisiert; grosse Anlagen und spezialisierte Teams verteilen sich auf wenige Standorte. Dass das PSI als Gründungspartner beteiligt ist, sichert der Schweiz keinen späteren Marktanteil. Es erhöht aber die Chance, dass Schweizer Gruppen bei der Definition relevanter Forschungsfragen und bei gemeinsamen Projekten von Anfang an dabei sind.
