Nervenzellen

Künstliche Nervenzellen aus Rossendorf

Künstliche Nervenzellen aus Rossendorf

Durch Ionenbeschuss hat eine Spintronik-Forscherinnengruppe um Dr. Alina Deac vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) 3D-Stapel aus magnetischen Nanoschichten erzeugt. Das Team sieht sich damit auf dem Weg zu neuromorphen Computern.

Helmholtz-Spintronikerinnen wollen Neuronen aus winzigen 3D-Magnetstapeln nachbauen.

Durch Ionenbeschuss hat ein Team um die Dresdner Spintronikerin Dr. Alina Maria Deac winzig kleine dreidimensionale Magnetstapel erzeugt. Die Forscherinnen hoffen 2020, dass sich aus derartigen Mini-Stapeln in Zukunft künstliche Nervenzellen nach dem Vorbild des menschlichen Gehirns bauen lassen.

Was Spintronik und neuromorphe Computer verbindet

Im Fokus der noch jungen Spintronik steht der Versuch, Rechenwerke und Datenspeicher zu konstruieren, die Informationen nicht elektrisch verarbeiten, sondern mit den magnetischen Impulsen kleinster Teilchen rechnen. Derartige spintronische Mini-Schalter könnten genutzt werden, um sogenannte „neuromorphe“ Computer aus künstlichen Neuronen-Netzwerken zu bauen. Derartige Neuro-Rechner wiederum eignen sich besonders gut als Hardware-Plattform für „künstliche Intelligenzen“ (KI). Sie könnten beispielsweise rascher Muster im scheinbaren Chaos von Wetter- und Klima-Phänomenen entdecken oder die Bilddaten-Flut in hochautomatisiert fahrenden Autos weit schneller und „intuitiver“ verarbeiten als normale Digitalrechner.

Das könnte Datenverarbeitung in neue Ära führen.

„Diese neue Art von Computern steht noch ganz am Anfang ihrer Entwicklung“, hieß es vom HZDR. Die in Rossendorf entwickelte Methode habe aber „das Potenzial, die Datenverarbeitung in eine neue Ära zu führen“. Allerdings ist bis dahin noch viel Forschungsarbeit zu leisten.

Lagen aus Kobaltoxid und Platin mit Atomrümpfen beschossen

Eine Schwachstelle des Experiments sind beispielsweise noch die dabei verwendeten Materialien, die teuer beziehungsweise wegen ihrer Abbaubedingungen umstritten sind. Die Wissenschaftlerinnen hatten für ihr Experiment mehrlagige Schichten aus Kobaltoxid und Platin übereinander gestapelt und dann einige Teile davon mit Atomrümpfen (Ionen) beschossen. Die energiereichen Ionen entrissen den Molekülen den Sauerstoff und schleuderten ihn mechanisch aus dem Weg. Anders als bisher von südkoreanischen Forschern für ähnliche Experimente angenommen, entstanden dabei keine neuen chemischen Verbindungen und kein Wasser. Jedoch verwandelte sich das ursprünglich nichtmagnetische Kobaltoxid in ferromagnetisches Kobalt. An den nur wenige Nanometer (Millionstel Millimeter) dünnen Grenzflächen zwischen den Metalllagen treten dann Effekte auf, die für die Datenspeicherung und -verarbeitung genutzt werden können. oiger.de