Aktuelles

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Könnten magnetische Phänomene den Beginn des Lebens beeinflusst haben? Biomoleküle wie Aminosäuren und Zucker existieren in zwei spiegelbildlichen Formen, jedoch werden in lebenden Organismen ausschließlich eine Form gefunden. Die Gründe dafür sind noch nicht vollständig verstanden. Forscher der Empa und des Forschungszentrums Jülich, unter der Leitung von JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Claus Michael Schneider, haben nun Anzeichen entdeckt, die darauf hindeuten, dass das Zusammenspiel von elektrischen und magnetischen Feldern eine Rolle bei diesem Phänomen spielen könnte.

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Forschende des Forschungszentrums Jülich und ihre internationalen Partner:innen haben in einem Festkörper erstmals ringförmige 3D-Magnetstrukturen, sogenannte Hopfionen, entdeckt. An den Experimenten waren die beiden JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Stefan Blügel und Prof. Rafal Dunin-Borkowski maßgeblich beteiligt.

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Sie könnten der Schlüssel sein, um dem Energiehunger Künstlicher Intelligenz (KI) zu begegnen: neuroinspirierte Computerchips, die dem Vorbild des menschlichen Gehirns nachempfunden sind. Unter dem Dach der JARA treiben Forschende am Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen University die Technologie im Projekt NEUROTEC und dem Zukunftscluster NeuroSys maßgeblich voran. Beim heutigen Jülich-Aachen Neuromorphic Computing Day gaben die Wissenschaftler:innen gemeinsam mit Partnern von Hightech-Unternehmen und Start-ups den rund 200 Gästen aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik im Beisein von BMBF-Staatssekretärin Sabine Döring einen Einblick in den aktuellen Stand der Entwicklungen.

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Er liebt Elektrobeats genauso wie Elektrochemie: Rainer Waser passt in keine Schublade. Der Direktor eines Peter Grünberg Instituts am Forschungszentrum Jülich und Professor an der RWTH Aachen sowie Mitglied in JARA-FIT ist Visionär und Tüftler zugleich – jemand, der über Grenzen einzelner Fächer hinausblickt, der mitreißt, ansteckt und seine Energie nicht nur in die Forschung steckt. Freude und Spaß dürfen bei dem 67-Jährigen nicht zu kurz kommen.

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Gemeinsam lassen die beiden JARA-Partner Forschungszentrum Jülich und RWTH Aachen in Kooperation mit der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf eine Vision wahr werden. Mit Hilfe von Elektronenmikroskopen der nächsten Generation soll im „Ernst Ruska-Centrum 2.0“ mitten im Rheinischen Revier eine weltweit einzigartige Infrastruktur für die Charakterisierung von Materialien entstehen. Im Beisein von Staatssekretärin Judith Pirscher aus dem Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie Ina Brandes, Ministerin für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen, wurde das Richtfest für den Neubau als Meilenstein auf dem Weg zu dieser Forschungsinfrastruktur gefeiert.

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Unter dem Dach der JARA haben Forschende der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich wichtige Eigenschaften von Doppelquantenpunkten in zweilagigem Graphen aufgedeckt. Das Team hat eine nahezu perfekte Elektron-Loch-Symmetrie in den Graphen-Quantenpunkten nachgewiesen, die zu einer effizienteren Verarbeitung von Quanteninformationen führen könnte. Die Studie wurde in Nature veröffentlicht.

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Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich haben einen neuartigen Transistor aus einer Germanium-Zinn-Legierung gefertigt, der gegenüber herkömmlichen Schaltelementen einige Vorteile aufweist. Der Transistor ist ein vielversprechender Kandidat für künftige Low-Power- und High-Performance-Chips und könnte sich als nützlich für die Entwicklung von Quantencomputern erweisen. An der Entwicklung waren die JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Detlef Grützmacher und Prof. Joachim Knoch beteiligt.

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Seit Ende 2021 arbeitet Vincent Mourik am JARA-Institut für Quanteninformation im Forschungszentrum Jülich und baut eine Nachwuchsgruppe auf sowie sein Solid State Quantum Devices Laboratory (SQUAD), das auf dem Gelände der RWTH Aachen liegt. Im Dezember letzten Jahres wurde der junge Wissenschaftler in die Nordrhein-Westfälische Akademie der Wissenschaften und Künste aufgenommen. Ein schöner Anlass, um einmal mit ihm über seine Arbeit und die Quantenphysik zu sprechen.

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Professor Stephan Appelt, Mitglied in JARA-FIT vom Lehrstuhl für Makromolekulare Chemie der RWTH Aachen und Forschungszentrum Jülich, hat mit Kolleginnen und Kollegen der RWTH, des Karlsruher Instituts für Technologie sowie der Universitäten Raleigh, Wayne State und Harvard eine grundlegend neue Methode für sogenannte RASER-MRT (Radiofrequency Amplification by Stimulated Emission of Radiation) entdeckt. Das internationale Forschungsteam hat diesen neuen Ansatz in der Magnetresonanz-Bildgebung nun in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.

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Die sogenannte Skalierbarkeit der Quantenbits gilt als eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung eines Quantencomputers. Forschende des JARA-FIT Instituts for Quantuminformation sind einer Lösung nun einen bedeutenden Schritt nähergekommen. Ihnen gelang es, Elektronen, die Träger der Quanteninformation, über mehrere Mikrometer auf einem Quantenchip zu übertragen. Ihr „Quantenbus“ könnte das entscheidende Puzzleteil sein, um den Sprung zu Millionen Qubits zu meistern.

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JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Rainer Waser hat mit seiner Forschung die Technologie memristiver Bauelemente neu belebt und weiter in Richtung Anwendung getrieben. Seine Erkenntnisse bilden das wissenschaftliche Fundament für neuartige Bauelemente, die zukünftig in vom menschlichen Gehirn inspirierten „neuromorphen“ Computern zum Einsatz kommen könnten. Das international anerkannte Fachmagazin Advanced Electronic Materials hat dem vielfach ausgezeichneten Pionier, der am Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen University forscht und lehrt, nun eine ganz besondere Ehrung zukommen lassen und nachträglich zur Feier seines 65. Geburtstags eine Sonderausgabe vorgelegt.

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Die App „phyphox“ lässt das eigene Smartphone zu einem Physiklabor werden. Mit der gerade veröffentlichten Version 1.1.11 werden zusätzlich zu den bisher nutzbaren vielfältigen Smartphone-Sensoren nun auch 3D-Tiefensensoren unterstützt. Die Idee zur App stammt von JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Christoph Stampfer und Dr. Sebastian Staacks vom II. Physikalischen Institut der RWTH Aachen. Gemeinsam mit Doktorand*innen und Studierenden entwickelten die beiden Wissenschaftler in 2016  „phyphox“ .

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In einer feierlichen Zeremonie wurde JARA-Seniorprofessor Knut Urban der Kavli-Preis für Nanowissenschaften verliehen. Der ehemalige Direktor des Jülicher Instituts für Mikrostrukturforschung und des Ernst Ruska-Centrums für Mikroskopie und Spektroskopie mit Elektronen erhielt die Auszeichnung bereits im Mai 2020, zusammen mit Prof. Harald Rose (Universität Ulm), Prof. Maximilian Haider (CEOS GmbH, Heidelberg) und Prof. Ondrej Krivanek (Nion Company, Seattle). Die offizielle Preisverleihung fand heute in Oslo statt.

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Winzige magnetische Wirbelstrukturen in Materialien, genannt Skyrmionen, bilden eine Grundlage für innovative Konzepte für eine Informationsverarbeitung mit höherer Leistung und weniger Energieverbrauch. Außerdem beeinflussen Skyrmionen die elektronischen und thermodynamischen Eigenschaften eines Materials. Jülicher Wissenschaftler wiesen nun, gemeinsam mit Kollegen an der RWTH Aachen und der schwedischen Universität von Uppsala, erstmals Anti-Skyrmionen experimentell nach.

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Memristive Speicherzellen könnten die Energieeffizienz neuromorpher Computer revolutionieren. In diesen Rechnern, die sich die Arbeitsweise des menschlichen Gehirns zum Vorbild nehmen, funktionieren memristive Zellen wie künstliche Synapsen. Jülicher Forschende haben nun die physikalischen Grundlagen und Modelle in einem umfassenden Übersichtsartikel in der renommierten Fachzeitschrift „Advances in Physics“ zusammengefasst. Maßgeblich an den Untersuchungen beteiligt ist JARA-FIT Professor Rainer Waser.

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Orbitale zeigen ähnlich wie ein Foto in Langzeitbelichtung, wo sich Elektronen um ein Atom oder Molekül herum aufhalten. In Lehrbüchern werden sie oft als knallige Ballons oder Wolken dargestellt. Einem internationalen Team aus Forschenden gelang nun es erstmals, beide Arten von Molekülorbitalen zu erfassen. An den Untersuchungen war JARA-FIT Mitglied Prof. Stefan Tautz und sein Institut maßgeblich beteiligt.

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Wissenschaftler:innen der beiden JARA-Partner Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen University wollen gemeinsam mit Unternehmen aus der Region einen international führenden Standort für neuromorphe KI-Hardware schaffen.

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Die JARA-Partner Forschungszentrum Jülich und RWTH Aachen University bündeln gemeinsam mit dem Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP) ihre komplementären Kompetenzen auf dem Gebiet der Halbleiter- und Quantentechnologie. Gemeinsam wollen sie künftig im Rahmen einer unbefristeten Kooperation an der Entwicklung skalierbarer Halbleiter-Quantenbits arbeiten, die Quantencomputer mit Millionen von Qubits möglich machen.

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Das Zukunftscluster „NeuroSys – Neuromorphe Hardware für Anwendungen der künstlichen Intelligenz“ wird hierzu forschen. Es will durch den Transfer der exzellenten Grundlagenforschung der beiden JARA-Partner der RWTH Aachen und dem Forschungszentrum Jülich hin zu neuromorphen Bauelementen und Algorithmen eine tragfähige Technologiebasis entwickeln, die insbesondere im Bereich der Künstlichen Intelligenz Anwendung findet.

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Ein neues Video des JARA-FIT Instituts für Quanteninformation beleuchtet die Arbeit und Forschung von Frauen in diesem spannenden Forschungsbereich. Das Forschungsgebiet erfährt starkes Wachstum und bietet viele Möglichkeiten, zur Forschung und Weiterentwicklung. Mit dem Video möchte das Institut insbesondere Frauen für das Forschungsgebiet begeistern.

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Quanteen Day 2022

Am 14. Februar 2022 organisieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Exzellenzclusters "Materie und Licht für Quanteninformation - ML4Q" aus den Universitäten Bonn, Köln, Aachen und dem Forschungszentrum Jülich einen digitalen Schnuppernachmittag zum faszinierenden Thema "Quantencomputer".

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Das Projekt NEUROTEC, das RWTH Aachen und Forschungszentrum Jülich gemeinsam unter dem Dach der JARA durchführen, ist nun in die zweite Phase gestartet. Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), möchte JARA-FIT Professor Rainer Waser in dem Projekt neuromorphe Rechner in die Anwendung bringen.

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Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften eignen sich topologische Isolatoren hervorragend für den Einsatz in Quantencomputern. Ein wissenschaftliches Team des Forschungszentrums Jülich hat nun erstmals die Eigenschaften ultra-dünner topologischer Isolatoren mit Hilfe eines speziellen Vierspitzen-Rastertunnelmikroskops gemessen. Dies ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Realisierung topologischer Quantencomputer. An den Untersuchungen waren auch JARA-FIT Mitglied Prof. Stafen Tautz und sein Institut beteiligt.

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Porphyrin-Komplexe besitzen ein großes Potenzial für den Einsatz in zukünftigen Sensoren und Datenspeichern. Ein internationales wissenschaftliches Team hat nun ein Modellsystem entwickelt, um solche Bauelemente mit einzigartigen Funktionen und verbesserter Leistung zu entwerfen, indem sie die Spin- und Oxidationszustände in den Komplexen mit nanoskaliger Präzision stabilisieren und kontrollieren. An den Untersuchungen war unter anderem JARA-FIT Mitglied Prof. Claus M. Schneider beteiligt.

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Schnurstrukturen sind häufiger in der Natur zu finden, dass sie jedoch auch im Nanomaßstab in Legierungen aus Eisen und Germanium auftauchen, war bisher neu. Ein internationales Team rund um die beiden JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Stefan Blügel und Prof. Rafal Dunin-Borkowski hat nun schnurförmige Strukturen aus Nanomagnetwirbeln, sogenannten Skyrmionen, nachweisen können. Das neue physikalische Phänomen könnte eine mögliche Grundlage für innovative Konzepte der Informationstechnologie sein.

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Der Stifterverband kürte in seiner Jubiläumsinitiative „Wirkung hoch 100“ die zehn besten Ideen aus den Bereichen Wissenschaft, Bildung und Innovation. Unter den zehn Finalisten ist auch die App „phyphox“. Mit der App wird das eigene Smartphone zum Wissenschaftslabor. JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Christoph Stampfer und Dr. Sebastian Staacks entwickelten die Anwendung in Zusammenarbeit mit Doktoranden und Studierenden.

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Ein 17-köpfiges internationales Forscher*innen Team hat neue Eigenschaften in Magnonik basierten zweidimensionalen Materialien entdeckt. Die Untersuchungen und Ergebnisse können dazu dienen, Informationstechnologien mit Blick auf Platz, Schnelligkeit und Energieverbrauch weiter zu verbessern. An den Forschungsarbeiten waren unter anderem auch die beiden JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Stefan Blügel und Prof. Thomas Brückel beteiligt.

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Gleich drei neue Direktoren verstärken in Jülich die Forschung an innovativen Computertechnologien. Mit den Schwerpunkten auf Quantencomputer und neuromorphes Computing wechselten Prof. Rami Barends, John Paul Strachlan und Emre Neftci aus Kalifornien nach Jülich. Auch die Arbeit der JARA-Mitglieder der Sektion Fundamentals of Future Information Technology wird zukünftig von der Expertise profitieren.

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Ein Team rund um Dr. Ruslan Temirov und JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Stefan Tautz hat ein neuartiges Rastertunnelmikroskop entwickelt, dass die Erforschung der Quantentechnologie entscheidend voranbringen könnte. Im Gegensatz zu herkömmlichen Mikroskopen ist dieses mit einer Magnetkühlung ausgestattet, die nahezu vibrationsfrei und bei tiefsten Temperaturen Abbildungen und Manipulationen von Materie auf atomarer und molekularer Ebene ermöglicht.

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Fotoaufnahmen sollen vor allem gestochen scharf sein, Wettereinflüsse wie Regen oder Nebel beeinträchtigen die Schärfe jedoch sehr stark. Ein Team von Forschern aus Jülich und Partnern in Italien und Deutschland hat nun einen günstigen Infrarot-Detektor entwickelt, der in bestehende Kamerachips und Smartphones integriert werden können. Auch das „Sehen“ von automon fahrenden Autos kann durch den Detektor verbessert werden. Maßgeblich an den Untersuchungen beteiligt ist JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Detlev Grützmacher.

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Die Forschungsstandorte Jülich und Würzburg werden gemeinsam Quanten-Phänomene topologischer Materialien und deren Chancen für das Quantencomputing erkunden. Mit den Professoren Detlev Grützmacher, Stefan Tautz, Stefan Blügel und David DiVincenzo, sind gleich vier JARA-FIT Wissenschaftler an dem Vorhaben beteiligt.

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Kleinste Wechselwirkungen mit der Umgebung können zur Folge haben, dass in Quantensystemen die empfindlichen Effekte verloren gehen. Forschende der TU Delft, und der JARA Partner RWTH Aachen und Forschungszentrum Jülich beschreiben nun einen Versuch, in dem sich ein Quantensystem aus zwei gekoppelten Atomen unter Elektronenbeschuss stabil verhält. Das Experiment könnte einen Hinweis darauf liefern, dass sich auch die Quantenzustände in einem Quantencomputer in bestimmten Fällen einfacher realisieren lassen als bislang gedacht.

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Quantenbauelemente reagieren extrem empfindlich auf ihre Umgebung, was die Modellierung ihres Verhaltens und die Entwicklung ihrer Anwendungen erschwert. Beispielsweise können äußere Einflüsse die Reaktion von Quantengeräten verzögern. Einem wissenschaftlichen Team des JARA-FIT Instituts für Quanteninformation ist es nun gelungen zu zeigen, wie diese Reaktionen einfacher modelliert werden können, als gäbe es keine Zeitverzögerung, ohne dabei einen Fehler einzuführen. Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden jüngst im Fachmagazin „Physical Review X“ veröffentlicht.

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Mehrere Eigenschaften von Graphen machen das Material interessant für das Design und die Entwicklung von Spin-Qubits für zukünftige Quantencomputer. Nicht verwunderlich ist daher, dass bereits seit mehr als zehn Jahren an graphenbasierten Quantenpunkten geforscht wird. Einem Forscherteam rund um JARA-FIT Direktor Prof. Christoph Stampfer sind große technologische Fortschritte bei der Kontrolle einzelner Elektronen in zweilagigen Graphen-Quantenpunkten gelungen die eine Realisierung von Graphen-basierten Quanten-Bits (Qubits) in greifbare Nähe bringen. Die Gruppe konnte dazu bereits mehrere Veröffentlichungen in renommierten Fachzeitschriften platzieren.

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Bahnbrechende Wissenschaft benötigt das richtige Umfeld und die richtige Expertise. Ein gutes Beispiel dafür ist das JARA Institut für Quanteninformation (JARA-IQI), dessen Heimat die RWTH Aachen University und das Forschungszentrum Jülich ist. In diesem renommierten technologischen Umfeld forschen und arbeiten die Wissenschaftler*innen des Instituts JARA-IQI an der Realisierung eines Quantencomputers, um den Herausforderungen der modernen Gesellschaft zu begegnen. Welche Wege und Ansätze die Forscher*innen des Instituts JARA-IQI verfolgen, wird im neuen Video veranschaulicht.

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Im Rennen um die Entwicklung eines Quantencomputers gehört Deutschland schon lange zur Weltspitze. Im Rahmen des BMBF geförderten QUASAR-Projekts wollen hochkarätige Forschungsinstitutionen, Universitäten und Unternehmen die Ergebnisse nun gemeinsam in die Praxis bringen. Ziel ist ein Halbleiter-Quantenprozessor „Made in Germany“, der auf dem „Shutteln“ von Elektronen basiert und mit in Deutschland verfügbarer Technologie realisiert werden soll. Projektleiter ist Prof. Hendrik Bluhm, Direktor am JARA-Institut für Quanteninformation.

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Ein Team rund um JARA-FIT Mitglied Prof. Stefan Tautz hat gemeinsam mit Kolleg*innen aus Marburg und Graz Elektronenorbitalbilder mit extrem hoher Zeitauflösung aufgenommen, um Elektronen in einer chemischen Reaktion in Zeit und Raum zu verfolgen. Die Untersuchungen des internationalen Forscherteams tragen nicht nur zum grundlegenden Verständnis von chemischen Reaktionen und Elektronentransferprozessen bei, sondern eröffnen perspektivische Möglichkeiten für die Optimierung von Grenzflächen und Nanostrukturen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

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Als zukünftig schnellste Rechner gehandelt, ist die Erwartung an Quantencomputer entsprechend groß. Doch bis zur Realisierung sind noch einige Hürden zu nehmen. Eine dieser Herausforderungen ist die Störanfälligkeit der Quantenbits, kurz Qubits. Bisher waren die verschiedenen Störungen nur mit großem Aufwand zu beheben. Ein Team der beiden JARA-Partner Forschungszentrum Jülich und RWTH Aachen hat nun unter der Leitung von JARA-Professor David DiVincenzo einen Entwurf für einen Schaltkreis mit passiver Fehlerkorrektur vorgestellt, die den Bau von Quantencomputern vereinfachen würde.

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Am vierten Februar 2021 gab ein Konsortium aus 19 führenden europäischen Forschungseinrichtungen den Start einer groß angelegten EU-Flagship-Initiative bekannt. Das auf vier Jahre angelegte Quantum Large-Scale Integration with Silicon (QLSI) Projekt zielt auf die Skalierung von Silizium-Quantentechnologien ab. Durch die starken Partner und das ambitionierte Projekt wird der Grundstein für die industrielle Umsetzung von Halbleiter-Quantenprozessoren in der EU gelegt und Europa an die Weltspitze im Bereich der Quanteninformation gebracht. Eine der an dem Projekt beteiligten Institutionen ist der JARA-Partner Forschungszentrum Jülich.

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Viele neuartige Informationstechnologien scheinen dem Sience Fiction entsprungen zu sein und bestechen dabei durch mehr Leistung auf kleinstem Raum. Eine dieser Technologien sind sogenannte Ferroelectric Random Access Memory, kurz FeRAM. Diese Bauteile sind Arbeits- und Datenspeicher in einem. Ein Team aus Wissenschaftler*innen der JARA-Partner RWTH und Forschungszentrum Jülich haben nun einen möglichen Weg gefunden, die FeRAM-Bits weiter zu miniaturisieren.

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Weltweit arbeiten zahlreiche Forscherteams an der Optimierung der Wasserstoffelektrolyse, um den begehrten Kraftstoff möglichst kosteneffizient und vor allem klimaneutral herstellen zu können. Ein Wissenschaftlerteam aus Jülich, Aachen und Berkeley hat nun herausgefunden, dass eine hauchdünne Schicht eines Katalysatormaterials die Aktivität für die Wasserspaltungsreaktion verdoppeln kann. Maßgeblich an den Untersuchungen beteiligt war unter anderem das Institut von JARA-FIT Mitglied Prof. Rainer Waser.  

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Der Kondo-Effekt bezeichnet ein anomales Verhalten des elektrischen Widerstandes in Metallen mit magnetischen Störstellen. Mittels Rastertunnelmikroskopie wurde der Effekt Ende der 1990er Jahre erstmals durch US-amerikanische Forscher untersucht. Zahlreiche der darauf basierenden Untersuchungen müssen möglicherweise noch einmal überprüft werden, nachdem Jülicher Forscher nun zeigen, dass sich der Kondo-Effekt nicht zweifelsfrei auf diesem Weg nachweisen lässt. Stattdessen erzeugt ein anderes Phänomen genau den spektroskopischen "Fingerabdruck", der bisher dem Kondo-Effekt zugeschrieben wurde.

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Skyrmionen sind kleine magnetische Wirbel, die durch geeignete Kombination von Materialien entstehen. In der Datenspeicherung gelten sie als zukünftige Informationsträger. Wissenschaftler Aachen, Kiel und Reykjavík fanden heraus, dass sich diese sogenannten magnetischen Nanoknoten auf zwei Arten lösen können. Maßgeblich an den Untersuchungen beteiligt war JARA-FIT Mitglied Prof. Markus Morgenstern.

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Computer verbrauchen große Energiemengen, weil Speicherung und Berechnung der Daten in getrennten Bauteilen stattfinden. Forscher aus Jülich wollen nun sparsame Chips nach dem Vorbild der Natur entwickeln. Die Technologie bietet viele Chancen, speziell für KI-Anwendungen. In der Region soll ein international sichtbarer Forschungs- und Entwicklungsstandort geschaffen werden, um den Transfer in die Industrie zu beschleunigen und den Strukturwandel im Rheinischen Revier zu unterstützen. An dem Vorhaben sind Mitglieder der Sektion JARA-FIT maßgeblich beteiligt.

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Um das 50-jährige Bestehen der Physical Review A gebührend zu feiern, hat das Wissenschaftsmagazin einen Blick zurück gewagt und eine Sammlung von Meilensteinartikeln zusammengestellt. Die Sammlung enthält Arbeiten, die wichtige Beiträge zur atomaren, molekularen und optischen Physik und Quanteninformation geleistet haben. In der Sammlung ist JARA-Professor David DiVincenzo gleich zweimal vertreten.

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Mit Prof. Andreas Wallraff erhält ein Experte auf dem Gebiet der Quanteninformation einen der diesjährigen Helmholtz International Fellow Awards der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren (HGF). Der Preis ermöglicht es dem Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) die bereits bestehende Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am Forschungszentrum Jülich auszubauen.

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Die potenziellen Einsatzbereiche von memristiven Bauelementen sind sehr vielfältig. JARA-FIT Mitglied Prof. Rainer Waser befasst sich daher seit mehreren Jahren mit der Erforschung von Memristoren. Das Institut des JARA-Professors ist nun gleich an fünf Forschungsprojekten, die im Rahmen des Schwerpunktprogramms (SPP) 2262 bewilligt wurden, an der weiteren Untersuchung memristiver Bauelemente beteiligt.

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Die Ansprüche heutiger Anwendungen für Materialien, die beispielsweise in der Kommunikationstechnik zum Einsatz kommen, sind sehr hoch. Leistungsfähigkeit, Nachhaltigkeit, Platz- und Kosteneinsparung sind nur einige Schlagworte, die in diesem Zusammenhang stehen. Um diesen Ansprüchen gerecht werden zu können, ist das Design neuartiger Materialien mit spezifischen Eigenschaften unerlässlich. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Jülich und Berlin ist es nun gelungen, Künstliche Intelligenz und Nanotechnologie zusammenzubringen, um eine Materialoberfläche auf molekularer Ebene zu strukturieren.

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Mesokristalle bestehen aus einer dreidimensionalen periodischen Anordnung von Nanopartikeln oder Nanokristallen. Die Anordnung der Partikel innerhalb des Mesokristalls ermöglicht es, unterschiedliche Eigenschaften hervorzurufen. Um diese Modifikation zu ermöglichen, untersuchte ein internationales Team nun die Größenverteilung der Nanokristalle. An den Arbeiten war neben weiteren Experten auch JARA-FIT Mitglied Prof. Thomas Brückel maßgeblich beteiligt.

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Die Arbeitsgruppe von M. Morgenstern der RWTH Aachen und von S. Lounis des Forschungszentrum Jülich, vereint in der Jülich-Aachen Research Alliance, haben herausgefunden, dass magnetische Wirbelkerne, die aus etwa 10.000 Atomen bestehen, von einzelnen anderen Atomen aufgehalten werden. Die resultierende Wechselwirkung wurde im Detail mit Hilfe eines in Aachen entwickelten Rastertunnelmikroskops untersucht. Das Mikroskop erlaubt es, die Elementarmagnete einzelner Atome abzubilden und diese gezielt zu beeinflussen. Das überraschende Ergebnis des Einzelatom-Stoppers bedingt neue Designregeln für moderne Datenspeicher und wurde in der renommierten Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

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Der Kavli-Preis für Nanowissenschaften geht in diesem Jahr an Prof. Knut Urban vom Forschungszentrum Jülich. Der JARA-Seniorprofessor erhält die Auszeichnung zusammen mit Prof. Harald Rose (Universität Ulm), Prof. Maximilian Haider (CEOS GmbH, Heidelberg) und Prof. Ondrej Krivanek (Nion Company, Seattle/USA). Das gab die Kavli Foundation in Oslo bekannt. Der Preis würdigt die Arbeit der vier Wissenschaftler an der Entwicklung der Elektronenmikroskopie, die es heute erlaubt, Materialien mit atomarer Auflösung abzubilden und zu untersuchen.

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Wissenschaftler weltweit arbeiten an memristiven Bauelementen, die mit extrem wenig Strom auskommen und sich ähnlich wie Nervenzellen im Gehirn verhalten. Forscher der Jülich Aachen Research Alliance (JARA) und des deutschen Technologiekonzerns Heraeus haben nun herausgefunden, wie sich die Schalteigenschaften dieser Elemente planmäßig beeinflussen lassen. Entscheidend sind kleinste stoffliche Unterschiede, so gering, dass sie von der Fachwelt bislang übersehen wurden. Die Design-Vorgaben der Forscher könnten den Weg ebnen für zahlreiche Anwendungen, etwa für energieeffiziente, nicht-flüchtige Speicher oder neuro-inspirierte Computer.

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Bei der Produktion nanoelektronischer Bauteile sind Materialdefekte üblicherweise unerwünscht, denn sie können das angestrebte Verhalten beeinträchtigen. Dass solche Defekte jedoch auch nützlich sein können, zeigen neue Computersimulationen eines Physikerteams des Forschungszentrums Jülich. Ihren Untersuchungen zufolge könnten – gezielt eingebrachte – Materialdefekte die Leistung einer bestimmten Klasse von Datenspeichern verbessern.

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Anfang Februar trafen sich hochkarätige Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im indischen Chennai zu einem indisch-deutschen Symposium. Fokusthemen der Veranstaltung waren Quantenwissenschaften und -technologien. In Vorträgen und Diskussionen tauschten sich die Expertinnen und Experten zu unterschiedlichen Aspekten des Themas aus.

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Der Einsatz von Lasern kann die Übertragung von Daten um ein Vielfaches beschleunigen. Bisher haperte dies jedoch an mehreren Punkten, wie etwa der Kompatibilität der unterschiedlichen Materialien. Nun hat ein Forscherteam unter der Leitung von JARA-FIT Mitglied Prof. Detlev Grützmacher eine neue Lasertechnologie entwickelt, die das Potenzial hat, den Datentransfer zu revolutionieren.

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Im Sonderforschungsbereich 917 forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter dem Dach der JARA gemeinsam an sogenannten resistiv schaltenden Chalkogeniden. Nun wurde ein neues physikalisches Phänomen in Phasenwechselmaterialien gefunden, dass das Potenzial hat, Elektronikanwendungen signifikant zu verbessern.

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Gute Ideen haben das Potenzial die Welt zu verändern, nicht nur im kleineren Maßstab sondern sogar global, denn sie treiben Forschung und Entwicklung an. Um kluge Köpfe zu motivieren ihre innovativen Ideen und Projekte voranzutreiben, vergibt die RWTH Aachen bereits zum sechsten Mal die „Innovation Awards“. In diesem Jahr erhielten mit Prof. Matthias Wuttig und Prof. Hendrik Bluhm gleich zwei JARA-Professoren die begehrte Auszeichnung.

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Vor Kurzem ist das neue Labor zur Erforschung von Quantentechnologien und Quantencomputing gestartet. Das „Helmholtz Quantum Center“ soll das gesamte Forschungsspektrum von der Grundlagenforschung bis zur Entwicklung von Prototypen abdecken. Neben weiteren hochkarätigen Wissenschaftlern sind auch Prof. Stefan Tautz, JARA-FIT und Prof. David DiVincenzo, Direktor des JARA-FIT Instituts für Quanteninformation, an dem neuen Center maßgeblich beteiligt.

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Ende Januar konnte die Förderung für zwei Projekte im Bereich „Graphen - Grundlagenforschung und Innovation“ eingeworben werden. FLAG-ERA, ein Netzwerk nationaler und regionaler Förderorganisationen in Europa, bewilligte die Projektanträge 2D-NEMS und TATTOOS. Zwei JARA-FIT Mitglieder sind maßgeblich an den Projekten beteiligt.

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Der leistungsfähigste und effizienteste Rechner der Welt ist bis heute das menschliche Gehirn. Mehrere Prozesse laufen höchst parallel und dabei verbraucht das Organ nur eine sehr geringe Menge Energie. Nicht verwunderlich ist es daher, dass die moderne Wissenschaft die Eigenschaften des Gehirns auf neuartige Computerarchitekturen übertragen möchte. Im Projekt NEUROTEC erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich unter dem Dach der JARA diese sogenannten neuromorphen Computersysteme.

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Manchmal sind die besonders kleinen Dinge ausschlaggebend. Dies gilt vor allem für die Welt im Nanometerbereich. Prof Markus Ternes ist Wissenschaftler und Lehrender der beiden JARA-Partner RWTH Aachen und Forschungszentrum Jülich. Sein Forschungsgebiet ist die Struktur und Dynamik atomarer und molekularer Modellsysteme. Für seine Forschung hat Ternes nun zusammen mit wissenschaftlichen Kollegen und Kolleginnen aus Straßburg und San Sebastián die Rastertunnelmikroskopie weiterentwickelt, um die nur nanometergroßen magnetischen Strukturen komplexer Materialien zu erkunden und zu verstehen.

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Über die Förderung im Rahmen eines ERC Synergy Grants dürfen sich die beiden JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Rafal Dunin-Borkowski und Prof. Stefan Blügel freuen. Im Fokus ihres Projektes „3D MAGIC“ stehen dreidimensionale magnetische Strukturen, die großes Potenzial für den Einsatz in neuromorphen Computern haben. Ebenfalls an dem Projekt beteiligt sind Prof. Mathias Kläui von der Universität Mainz und Prof. Theo Rasing von der Radboud-Universität Nimwegen. Der Grant umfasst 11,8 Millionen Euro, die über einen Zeitraum von sechs Jahren zur Verfügung stehen.

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Wenn man Quantenmaterialien in Computerchips implementiert, ermöglicht dies den Zugang zu grundlegend neuen Technologien. Um leistungsfähige und fehlerresistente Quantencomputer zu bauen, kann man beispielsweise topologische Isolatoren mit Supraleitern kombinieren. Dieser Prozessschritt ist mit einigen Herausforderungen verbunden, die nun von Forschern aus Jülich gelöst wurden. Ihre Ergebnisse werden in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature Nanotechnology" vorgestellt. Maßgeblich beteiligt war JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Detlev Grützmacher mit seinem Institut.

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Das Forschungszentrum Jülich und Google wollen künftig gemeinsam zu Quantencomputern forschen. Die Partnerschaft wird neben gemeinsamen Forschungsaktivitäten auch die Ausbildung von Experten auf dem Gebiet der Quantentechnologien und Quantenalgorithmen beinhalten. Maßgeblich an der Partnerschaft beteiligt sind die Institute von Prof. Thomas Lippert, Mitglied des Direktoriums und stellvertretender Sprecher des JARA-CSD und von Prof. David DiVincenzo, Direktor des JARA-FIT Instituts für Quanteninformation.

 

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Im Vorfeld der Weltleitmesse „LASER World of Photonics“ ehrten etwa 300 Gäste aus Wissenschaft und Industrie die herausragenden Leistungen von JARA-FIT Mitglied Prof. Reinhart Poprawe. Im Rahmen des für ihn veranstalteten Symposiums „Digital Photonic Production und Industrie 4.0 – was heißt das für Bildung und Forschung?“ wurde der Einsatz Poprawes für die Lasertechnik, seine zahlreichen Entwicklungen und Patente, sowie Auszeichnungen hervorgehoben.

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Elektrische Potenzialfelder verraten der Wissenschaft sehr viel über ein Material. Dabei ist es unerheblich, ob es sich um einen Werkstoff zur Herstellung eines Computerchips oder um Biomoleküle handelt, wie sie in der DNA zu finden sind. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler rund um JARA-FIT Direktor Prof. Stefan Tautz, haben nun eine neue Methode entwickelt, mit der elektrische Potenzialfelder atomgenau bestimmt werden können. Die Ergebnisse zur Quantenpunkt-Mikroskopie wurden in der Fachzeitschrift Nature Materials veröffentlicht.

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Der Verband zur Förderung des MINT-Unterrichts (MNU) würdigte die Physik-App „phyphox“ mit dem Archimedes Preis. JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Christoph Stampfer und Dr. Sebastian Staacks, beide vom II. Physikalischen Institut der RWTH Aachen, entwickelten die App in Zusammenarbeit mit Doktoranden und Studenten des Instituts.

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Erst zum vierten Mal wird diese Ehre einem deutschen Wissenschaftler zu teil: Die Materials Research Society (MRS) wählte den JARA-Professor Matthias Wuttig zum MRS Fellow 2019. Mit dieser Auszeichnung würdigt MRS die herausragenden und wegweisenden Beiträge des Physikers zur Untersuchung von Phasenwechselmaterialien.

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Im Rahmen des Verbundprojekts EFFICIENTlight - Effiziente Faser-PIC-Kopplung mittels Glasumformung auf Wafermaßstab wird eine neuartige Technologie zur effizienten Glasfaserkopplung mittels Präzisions-Glasumformung entwickelt. Sie verbessert die gängige Infrastruktur zum hoch-breitbandigen optischen Datenaustausch in Datenzentren. Das Institut für Integrierte Photonik (IPH) der RWTH Aachen, geleitet durch JARA-FIT Mitglied Prof. Jeremy Witzens, leitet das Verbundprojekt.

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Forscher aus Jülich, Polen und Japan haben einen neuen Vielteilchenzustand in einem Eisenkristall entdeckt und analysiert. Seine Existenz wirft neues Licht auf die Physik des Zusammenspiels von Elektronen und Magnonen, Anregungen eines magnetischen Systems. Maßgeblich an den Untersuchungen beteiligt sind die JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Stefan Blügel und Prof. Claus Michael Schneider.

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Das European Research Council (ERC) hat die Liste der neuen ERC Consolidator Grant Träger bekannt gegeben. Bereits zum zweiten Mal wird JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Christoph Stampfer mit einem Grant bedacht. Nach einem ERC Starting Grant im Jahr 2011, darf sich der Physiker nun über einen Consolidator Grant freuen. Die Förderung beträgt bis zu zwei Millionen Euro auf eine Dauer von fünf Jahren.

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Der Annual Report ist online abrufbar. Der Report beinhaltet neben einer aktuellen Mitglieder- und Institutsliste, auch ausgewählte Forschungsberichte. Die Forschungsberichte geben Einblick in die Arbeit und Entwicklung der Sektion. Darüber hinaus ist an der Publikationsliste die hervorragende Veröffentlichungsrate der JARA-FIT Wissenschaftler ablesbar.

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In einer Gemeinschaftsarbeit hat ein Team aus Jülich, Aachen und Turin nun ein Schaltelement entwickelt, das Informationen ähnlich dem menschlichen Gehirn speichert und verarbeitet sowie mehrere Signale parallel empfangen kann. Die beiden JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Rainer Waser und Prof. Rafal Dunin-Borkowski sind maßgeblich an den Untersuchungen beteiligt.

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Die Informationstechnologie entwickelt sich in einem rasanten Tempo fort. Computer, Smartphones und Co. werden immer leistungsfähiger und dabei sollen die Geräte handlich bleiben. Graphen ist ein Material mit dem Potenzial diese Entwicklungen weitervoranzubringen. JARA-FIT Wissenschaftler Prof. Christoph Stampfer untersucht das Wundermaterial bereits seit geraumer Zeit ganz genau. Gemeinsam mit Dr. Gerard Verbiest und dem Team am Physikalischen Institut der RWTH Aachen nahmen die Forscherinnen und Foscher das Material Graphen mittels Ultraschall genauestens unter die Lupe.

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Skyrmionen sind kleine magnetische Wirbel, die bereits seit einiger Zeit erforscht werden. Sie haben das Potenzial die Datenspeicherung kompakter und energieeffizienter zu machen. In der Datenlogik würden Skyrmionen die „1“ darstellen. Bisher fehlte jedoch ein Pendant, das als logische „0“ dienen könnte. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am Forschungszentrum Jülich ist es nun gelungen eine paritkelähnliche Magnetstruktur an einer Eisen-Germanium-Legierung nachzuweisen, die als logischer Gegenspieler für Skyrmionen dienen könnte.

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Wissenschaftler haben im Umgang mit einzelnen Molekülen ein neues Maß an Präzision erreicht. Ihnen gelang es, ein hauchdünnes Molekül auf einer ebenen Schicht aus Silberatomen aufzurichten, sodass es entgegen seiner natürlich bevorzugten Lage sicher stehen bleibt. Die künstliche Struktur verdeutlicht das Potenzial innovativer molekularer Fertigungsverfahren, wie die Forscher in der Fachzeitschrift Nature schreiben.

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Leitend oder nicht

Ein Team deutscher und polnischer Wissenschaftler hat am Forschungszentrum Jülich erstmals die Leitfähigkeit von Metalloxidoberflächen mit atomarer Auflösung abgebildet. Mit Hilfe der neuen Technik lassen sich innovative Materialien für die Informationsverarbeitung genauer untersuchen und leichter identifizieren. Die Oxidmaterialien sollen Computer zukünftig energieeffizienter und leistungsfähiger machen. Die von den Forschern verwendete Technik der Leitfähigkeitsrasterkraftmikroskopie (engl. Local-conductivity atomic force microscopy, LC-AFM) kann im Gegensatz zu anderen Methoden auch auf schlecht oder inhomogen leitenden Oberflächen angewendet werden, die typisch für die Materialklasse sind.

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Dass ein Forschungsthema mehr als einen Anwendungsbereich haben kann, zeigt die Forschung von Dr. Christoph Bäumer. Schon während seiner Promotionszeit untersuchte der junge Wissenschaftler atomar definierte Oxidschichten. Damals jedoch vor dem Hintergrund neue Materialien für Datenspeicher zu entwickeln. Heute hat sich der Untersuchungsgegenstand nicht geändert, wohl aber das Ziel. Bäumer forscht an atomar definierten Katalysator-Schichten, um die Elektrolyse von Wasserstoff voranzubringen. Für seine Bemühungen hat der Physiker mit dem Marie-Curie-Fellowship eine Förderung der Europäischen Union erhalten.

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In der Welt der einzelnen Atome und Moleküle gelten die Gesetze unseres makroskopischen Alltags nicht mehr uneingeschränkt. In dieser Nanowelt, in der Quanteneffekte eine entscheidende Rolle spielen, betreibt Prof. Markus Ternes seine Forschung. Prof. Ternes forscht nun an der RWTH Aachen und dem Forschungszentrum Jülich. Im Rahmen einer Heisenberg Professur übernahm der Physiker das Lehr- und Forschungsgebiet Spin Engineering am Lehrstuhl für Experimentalphysik der RWTH Aachen University und forscht zusätzlich am Peter Grünberg Institut, Functional Nanostructures at Surfaces (PGI-3) des Forschungszentrums Jülich.

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Der Meteorit Bishunpur, der 1895 im indischen Bundesstaat Uttar Pradesh auf die Erde fiel, könnte Aufschluss über den Magnetismus zu Beginn des Universums geben. Um dem Meteoriten seine Geheimnisse zu entlocken, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich gemeinsam mit Experten aus England und Norwegen, das Gestein mittels Elektronenholografie untersucht.

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Prof. David DiVincenzo, Leiter des JARA-FIT Instituts Quantum Information, ist ein absoluter Experte auf dem Gebiet der Quanteninformation. Im Interview beschäftigt sich der Wissenschaftler nun mit der Frage „Was kann Googles neuer Quantenprozessor?“.

Hier geht es zum Interview auf der Website der Helmholtz Gemeinschaft.

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Neuartige Bits

RWTH-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter Leitung von Professor Markus Morgenstern, Mitglied von JARA-FIT und Inhaber des Lehrstuhls für Experimentalphysik (Festkörperphysik), haben gemeinsam mit Kollegen der Technischen Universität Wien und der University of Manchester neue Möglichkeiten für die Quanten-Elektronik entdeckt.

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Quantencomputer gelten als ultraschnelle Rechner der Zukunft. Bis zur tatsächlichen Realisierung dieser Rechner müssen jedoch noch verschiedene Hindernisse überwunden werden. Eine der größten Hürden ist die Anfälligkeit der Qubits für Fehler. Eine sogenannte Quantenfehlerkorrektur ist hierfür die Lösung. Barbara Terhal, Mitglied von JARA-FIT, hat deshalb zusammen mit Kollegen aus Aachen und der University of Sheffield aktuelle Theorien zur Quantenfehlerkorrektur zusammengetragen und in der renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

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Grafische Darstellung eines „Racetrack“-Speichers.
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Physiker des Forschungszentrums Jülich und ein Mathematiker der RWTH Aachen haben berechnet, dass in dünnen metallischen Schichtsystemen nicht nur Skyrmionen, winzige magnetische Wirbel, sondern auch deren Antiteilchen, genannt "Antiskyrmionen", vorkommen können. Sie bestehen ebenfalls aus wirbelförmig geordneten Spinstrukturen, jedoch unterscheidet sich die Orientierung der Spins: statt kreisförmig wie bei einem Skyrmion sind die Spins bei seinem ungleichen Zwilling so ausgerichtet, dass sie einem vierblättrigen Kleeblatt ähneln. Mittels Supercomputing konnten die Forscher zudem ein Materialsystem vorschlagen, in dem sich Antiskyrmionen experimentell nachweisen lassen sollten: eine Doppellage von Eisen auf Wolfram.

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Das neu gegründete „Aachen Graphene & 2D-Materials Center“, ein gemeinsames Forschungszentrum der RWTH und der AMO GmbH, fasst die bestehenden Aktivitäten mehrerer Arbeitsgruppen im Bereich der Physik, Materialwissenschaften und Elektrotechnik zusammen. Ziel des „Aachen Graphene & 2D-Materials Center“ ist ein schneller Wissenstransfer von der Grundlagenforschung in die Anwendung.

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Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich ist es gemeinsam mit nationalen und internationalen Kollegen nun gelungen, die Bildung von Skyrmionen in begrenzten geometrischen Strukturen systematisch zu untersuchen und eine Karte zu erstellen, die zeigt, wie sich Skyrmionen gezielt in verschiedenen Größen und Formen erzeugen lassen. Die untersuchten Stellgrößen sind Temperatur, Breite der Materialschicht und magnetische Feldstärke.

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Wissenschaftler von JARA-FIT haben ein Laser-ähnliches Phänomen entdeckt, mit dem sich der Aufbau von organischen Molekülen in bislang unerreichter Präzision messen lässt. Der sogenannte Raser (Radiowave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) wird anders als ein Laser mit Para-Wasserstoff gepumpt und operiert nicht bei Lichtfrequenzen. Er oszilliert stattdessen kontinuierlich bei verschiedenen Radiofrequenzen um die 100 kHz, was einen genauen Fingerabdruck der molekularen Struktur ermöglicht.

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Wie verhält sich ein Ferromagnet beim Übergang in den paramagnetischen Zustand? Die Antwort auf diese Frage ist entscheidend für das Verständnis der quantenmechanischen Ursachen des Magnetismus – und zeigt vielleicht auch einen Weg zu schnelleren Datenspeichern.

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Quantencomputer gelten als ultraschnelle Rechner der Zukunft. Das Projekt „Scalable Solid State Quantum Computing“ will die Voraussetzungen für künftige sogenannte Multi-Qubit-Systeme schaffen. Um solche Systeme mit mehreren Hundert Qubits zu ermöglichen, werden neue Technologien benötigt, etwa um die Qubits präzise zu steuern. An dem Vorhaben beteiligt sind das Forschungszentrum Jülich, die RWTH Aachen und das Karlsruher Institut für Technologie. Die Helmholtz-Gemeinschaft fördert das Projekt mit sechs Millionen Euro aus einem neuen Förderinstrument für innovative Zukunftsthemen.

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Die Erwartungen der Wissenschaft an Quantencomputer sind groß. Gelten sie doch als zukünftig schnellste Rechner, mit denen bestimmte schwierige Probleme lösbar sind. Einziges Manko, bis heute gibt es noch keinen Quantencomputer. Doch Experten der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich arbeiten im Rahmen des JARA-Instituts für Quantum Information an der Realisierung des Traums vom schnellsten Rechner.

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Wenn der Strom in Portionen fließt: Experimente der RWTH Aachen und des Forschungszentrum Jülich liefern neue Erkenntnisse über die Quanten-Eigenschaften des Kohlenstoff-Materials Graphen.

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Die Nutzung des magnetischen Momentes (Spin) eines Elektrons kann zu schnellerer und energiesparender Verarbeitung von Bits und Bytes führen als dies in aktuellen Si-basierten Prozessoren der Fall ist. Die bisher erzielten Effekte zur kontrollierten Verarbeitung des Spins sind jedoch viel zu klein, um an eine praktische Nutzung zu denken. Ein Forscherteam...

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Im Rahmen der Veranstaltung „RWTH Transparent" verlieh die RWTH Aachen gemeinsam mit dem Forschungszentrum Jülich den „Innovation Award". Gleich zwei JARA-Mitglieder waren bei der Verleihung erfolgreich und belegen mit den jeweiligen Plätzen die Plätze eins und zwei.

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Jedes neue Jahr bringt viele verschiedene interessante Veranstaltungen, Ehrungen und Forschungsergebnisse mit sich. Um die Highlights und Erfolge des vergangenen Kalenderjahres noch einmal Revue passieren lassen zu können, erstellen die JARA-Sektionen ihren alljährlichen Annual Report.

Der JARA-ENERGY Annual Report für das Jahr 2014 ist hier online abrufbar. Der Report beinhaltet neben einer aktuellen Mitglieder- und Institutsliste, auch ausgewählte Forschungsberichte. Die Forschungsberichte geben Einblick in die Arbeit und Entwicklung der Sektion.

Der JARA-ENERGY Annual Report kann als PDF-Datei (5 MB) heruntergeladen werden.

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Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Frankreich, Deutschland, Großbritannien und der Schweiz verfolgen in „Magnetic Skyrmions for Future Nanospintronic Devices“, kurz „MAGicSky“, ein innovatives Konzept für neuartige Rechnerkomponenten auf der Basis von magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen.

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Eine zu starke Erwärmung von Computerchips ist ein großes Hindernis für die Entwicklung schnellerer und leistungsfähigerer Rechner und Mobiltelefone. Abhilfe verspricht eine erst vor wenigen Jahren entdeckte Materialklasse: topologische Isolatoren, die Strom mit geringerem Widerstand und weniger Wärmeentwicklung leiten als herkömmliche Materialien. Noch befindet sich die Forschung daran im Grundlagenstadium.

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Bisher waren die ReRAM Speicherzellen noch zu fehleranfällig, um Anwendung zu finden. So konnten die Zellen Informationen noch nicht langfristig genug speichern. Wissenschaftler haben nun jedoch, im Rahmen von JARA und des Sonderforschungsbereichs 917, eine Lösung für dieses Problem gefunden.

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Am gestrigen Montag starteten die Nanoelectronic Days 2015 mit interessanten Vorträgen und Diskussionen rund um das Thema saubere Informationstechnologie. Noch bis zum 30. April tauschen sich Experten aus Wissenschaft und Industrie über die aktuellen Entwicklungen und neue Ansätze zum Thema Reduzierung des Energieverbrauchs der IT-Technik, aus.

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Mit 70 erfolgreichen Nachwuchswissenschaftlern stammen die meisten der ausgewählten Forscher aus deutschen Forschungseinrichtungen. Gleich zwei der ausgezeichneten Forscher stammen von der RWTH Aachen und sind in JARA getragenen Projekten bzw. Instituten tätig.

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Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich und Jiaotong Universität in Xi'an haben vor diesem Hintergrund eine neue Methode entwickelt, um die 3D-Struktur von Nanoteilchen, auf der Basis der Ergebnisse einer hochauflösenden elektronenmikroskopischen Aufnahme, zu errechnen.

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Zusammen mit seinen Kollegen Prof. Maximilian Haider (CEOS GmbH, Heidelberg) und Prof. Harald Rose (Universität Ulm) erhält JARA-Seniorprofessor Knut Urban den „Frontiers of Knowledge Award“ für die gemeinsame Arbeit und Forschung an aberrationskorrigierenden Elektronenmikroskopen.

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Der JARA-FIT Annual Report ist hier online abrufbar. Der Report beinhaltet neben einer aktuellen Mitglieder- und Institutsliste, auch ausgewählte Forschungsberichte. Die Forschungsberichte geben Einblick in die Arbeit und Entwicklung der Sektion.

Der JARA-FIT Annual Report 2012 kann als PDF-Datei (9 MB) heruntergeladen werden.

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Der JARA-FIT Annual Report ist hier online abrufbar. Der Report beinhaltet neben einer aktuellen Mitglieder- und Institutsliste, auch ausgewählte Forschungsberichte. Die Forschungsberichte geben Einblick in die Arbeit und Entwicklung der Sektion.

Der JARA-FIT Annual Report 2011 kann als PDF-Datei heruntergeladen werden.

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Ein einzigartiges Elektronenmikroskop ist heute im Ernst Ruska-Centrum (ER-C) auf dem Gelände des Forschungszentrums Jülich eingeweiht worden. Das Gerät mit dem Namen „PICO“ erreicht eine Rekordauflösung von 50 Milliardstel Millimetern und ermöglicht Anwendern aus Wissenschaft und Industrie, atomare Strukturen in größtmöglicher Genauigkeit zu untersuchen und Fortschritte in Bereichen wie der Energieforschung oder den Informationstechnologien zu erzielen.

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Der JARA-FIT Annual Report ist hier online abrufbar. Der Report beinhaltet neben einer aktuellen Mitglieder- und Institutsliste, auch ausgewählte Forschungsberichte. Die Forschungsberichte geben Einblick in die Arbeit und Entwicklung der Sektion.

Der JARA-FIT Annual Report 2010 kann als PDF-Datei heruntergeladen werden.

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Der JARA-FIT Annual Report ist hier online abrufbar. Der Report beinhaltet neben einer aktuellen Mitglieder- und Institutsliste, auch ausgewählte Forschungsberichte. Die Forschungsberichte geben Einblick in die Arbeit und Entwicklung der Sektion.

Der JARA-FIT Annual Report 2009 kann als PDF-Datei heruntergeladen werden.

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Der JARA-FIT Annual Report ist hier online abrufbar. Der Report beinhaltet neben einer aktuellen Mitglieder- und Institutsliste, auch ausgewählte Forschungsberichte. Die Forschungsberichte geben Einblick in die Arbeit und Entwicklung der Sektion.

Der JARA-FIT Annual Report 2008 kann als PDF-Datei heruntergeladen werden.

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