Warum Stuart Parkin, Direktor am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, seinen Spitzenjob in Kalifornien aufgab, wie er der Datenverarbeitung auf die Sprünge hilft und welche Zukunft er für Deutschland sieht.  

Herr Professor Parkin,  vor einigen Jahren waren Sie noch bei IBM im Silicon Valley, jetzt arbeiten Sie in Halle an der Saale. War das ein guter Tausch?
Ich denke ja, auch wenn die beiden Stationen sehr unterschiedlich sind. Sie ähneln sich jedoch in einem Punkt, der mir sehr wichtig ist und das ist die wissenschaftliche Freiheit. Die hatte ich als Forschungsdirektor bei IBM und auch hier im Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle kann ich meinen Kurs selbst bestimmen.

Und doch ist es ein großer Sprung, den Sie gemacht haben: von der Industrieforschung in ein öffentlich finanziertes Institut, von Kalifornien nach Sachsen-Anhalt. Was hat Sie dazu bewogen?
Die Liebe zu meiner Frau Claudia Felser. Wir haben uns in Stanford kennengelernt und vor ein paar Jahren beschlossen, gemeinsam nach Deutschland zu gehen. Sie ist Chemie-Professorin und Direktorin am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden. Von unserem Zuhause haben wir es nicht weit zu unseren Instituten. Fachlich verbindet uns nicht nur die Faszination für neue Materialien, wir arbeiten auch in Projekten zusammen.

© Max Planck Institut fuer Mikrostrukturphysik

Das Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik wurde 1992 als erstes Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Ostdeutschland gegründet. Im Forschungsfokus stehen neuartige Materialien mit nützlichen Funktionalitäten. Heute bietet das Institut rund 150 Mitarbeitern Platz.

Um was genau geht es in Ihrer Forschung?
Um es auf einen kurzen Nenner zu bringen: Ich erschaffe völlig neue Materialien für die Informationsverarbeitung. Sie werden dringend benötigt, denn wir stehen am Ende des Silizium-Zeitalters und brauchen nun Grundstoffe für eine schnellere, effizientere Datenwelt. Unsere Materialien bestehen  aus hauchdünnen magnetischen Schichten.  Sie erlauben es, das magnetische Moment des Elektrons zur Speicherung und Verarbeitung digitaler Daten zu nutzen und nicht nur, wie früher in der Halbleiterelektronik üblich, dessen elektrische Ladung. Spintronik lautet der entsprechende Fachbegriff. Ihr habe ich den größten Teil meines Berufslebens gewidmet und konnte in dieser Zeit wesentlich dazu beitragen, dass magnetische Laufwerke heute Standard sind. Aber das ist nur ein Teil der Geschichte.

Wie geht sie weiter?
Eine wichtige Spintronik-Anwendung sind die von mir erfundenen Spin Valves. Das sind Dünnschicht-Leseköpfe, die sehr kleine magnetische Domänen auf Festplatten aufspüren und deren Speicherkapazität deutlich erhöhen können. Vor mehr als zehn Jahren wurden unter meiner Leitung der sogenannte Racetrack-Speicher entwickelt. Diese auf Magnetoelektronik basierende Technik verarbeitet digitale Informationen eine Million mal schneller als herkömmliche Festplatten. Aktuell forsche ich zusammen mit meiner Frau an Skyrmionen und Antiskyrmionen, also an nanometergroßen magnetischen Objekten, die den Weg in eine ultaschnelle und zugleich stromsparende Datenverarbeitung der Zukunft ebnen könnten. Unsere Ergebnisse sind hochrangig publiziert, zuletzt 2020 im Fachblatt Nature.

Wenn es um effiziente Informationsverarbeitung geht, ist das menschliche Gehirn unerreicht. Lassen Sie sich davon inspirieren?
Selbstverständlich. Mit ersten Studien habe ich schon bei IBM begonnen und auch in Halle arbeiten wir auf diesem extrem spannenden Gebiet. Wir wollen verstehen, wie das Gehirn es schafft, mittels winziger Ionenströme stoffliche Reaktionen auszulösen. Das ist Elektrochemie vom Feinsten. Unser Ziel ist es,  die unglaublich ökonomische und präzise Arbeitsweise des Gehirns nachzuahmen. Kurzfristig ist das nicht zu schaffen, da braucht man einen langen Atem. 

Was lässt sich in den nächsten Jahre erreichen?
Mir geht es darum, die Erfindung neuer Materialien zu beschleunigen. Deshalb habe ich das Institut in Halle komplett umgebaut und bin dabei vom Land Sachsen-Anhalt, der Max-Planck-Gesellschaft und der Alexander von Humboldt-Stiftung hervorragend unterstützt worden. Heute arbeiten wir hier in einem großen Team von Physikern, Chemikern und Biologen – um nur einige Fachrichtungen zu nennen. Uns steht modernste Bildgebungstechnik zur Verfügung und wir haben einen neuen Reinraum, in dem wir feinste Nanostrukturen herstellen können.  Das meiste davon haben wir selbst gebaut, so etwas kann man nicht auf dem Markt kaufen.

© burckhardt+partner

Forschungsneubau für die Chiptechnik von morgen (virtuelle Ansicht): Mit einer Investition von 50 Millionen Euro wird das Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle um moderne Labore und Büros erweitert. Bis Ende 2024 soll der Neubau mit einer Nutzfläche von 5.500 Quadratmetern fertig sein. Das Institut wird dann bis zu 300 Mitarbeitern Platz bieten können.

Ihre Forschung dürfte von großem Interesse für die Industrie sein?
So ist es. Kooperationen gibt es zum Beispiel mit dem koreanischen IT-Unternehmen Samsung. Auch andere Firmen beobachten aufmerksam, was sich bei uns tut. Unter anderem der amerikanische Chiphersteller Intel, der kürzlich Milliardeninvestitionen in Europa ankündigte.

Wie beurteilen Sie die Rahmenbedingungen für Ihre Forschung in Deutschland?
Wir haben wirklich gute Bedingungen. Ein großer Pluspunkt ist, dass Deutschland viel in die Grundlagenforschung investiert, und zwar deutlich mehr als andere Länder in Europa. Es gibt hervorragende Fachkräfte im Land und ehrgeizige junge Leute mit guten Ideen.

Wo sehen Sie Deutschland im Vergleich im internationalen Vergleich?
Da ist noch einiges aufzuholen. Nehmen wir das Beispiel USA: Dort ist die Digitalisierung wirklich in der Mitte der Gesellschaft angekommen, in Deutschland sehe ich das noch nicht so. Die mächtigen und reichen Unternehmen im Silicon Valley können Fachleuten hohe Gehälter zahlen, da können wir oft nicht mithalten. Überdies liegen viele Patentrechte in den USA – auch das erschwert den Wettbewerb. Wie groß die Unterschiede zwischen den Ländern sind, hat die Pandemie vor Augen geführt. Auf einmal waren Videokonferenzen en vogue und US-amerikanische Anbieter wie Zoom oder MS-Teams ganz vorn dabei. Warum, frage ich mich, spielt ein deutsches Unternehmen wie SAP da nicht mit? Die Voraussetzungen wären durchaus gegeben.

Wie kann Deutschland Boden gutmachen?
Am besten durch Investitionen in junge Leute. Wir sollten sie ermuntern, auch scheinbar verrückten Ideen zu folgen und Risiken einzugehen. An den Universitäten sollte man lernen können, wie Innovation funktioniert und wie man erfolgreich im Wettbewerb besteht. Einige asiatische Länder weisen bestimmte Zonen aus, in denen Firmengründer zehn Jahre lang keine Steuern zahlen müssen. Das könnte auch für uns ein Modell sein, gerade auch in Ostdeutschland, wo es noch viele freie Flächen gibt.

Die Bundestagswahlen liegen hinter uns, die Koalitionsverhandlungen laufen. Was erwarten Sie auf Ihrem Gebiet von der nächsten Bundesregierung?
Einen starken Schub für die Digitalisierung. Als führende Volkswirtschaft sollte Deutschland in diesem Bereich vorangehen und dazu beitragen, dass Europa mit einer Stimme spricht. Das wäre wichtig, um im internationalen Wettbewerb zu bestehen und wichtige Werte wie Datensicherheit durchzusetzen. 

Sie engagieren sich in zahlreichen Fachgesellschaften. Welchen Stellenwert hat Ihre Arbeit in der GDNÄ für Sie?
Ich bin Europäer und möchte dazu beitragen, dass unser Kontinent wettbewerbsfähiger wird. Die GDNÄ kann da einen wichtige Rolle spielen, zum Beispiel durch die Förderung junger Leute. Aber auch,  indem sie zur kontroversen, kultivierten Diskussion über aktuelle Wissenschaftsthemen einlädt. Ich kenne das aus Großbritannien und würde mir auch hierzulande mehr öffentlichen Disput dieser Art wünschen. Gegen die zunehmende Wissenschaftsskepsis in der Gesellschaft könnte das ein gutes Mittel sein.