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FP6

SUBTLE — Ergebnis in Kürze

Project ID: 034236
Gefördert unter: FP6-IST
Land: Deutschland

Geringes Rauschen in eine Menge Energie umwandeln

Eine revolutionäre Art des Denkens über Elektronik hat auf die Weise zum Erfolg geführt, dass das von einem Schaltkreis emittierte "Rauschen" in nutzbare Energie umgewandelt werden kann. Viele wissenschaftliche Gebiete von den Neurowissenschaften bis zur Nanoelektronik könnten davon erheblich profitieren.
Geringes Rauschen in eine Menge Energie umwandeln
Da elektronische Geräte immer kleiner werden, wird das von ihren Schaltkreisen emittierte nutzlose Rauschen im Verhältnis dazu immer stärker. Normalerweise beeinträchtigt derartiges Rauschen die Leistung der Elektronik, aber die neuere Forschung weist Wege, wie man Signale mithilfe des Rauschens sogar verstärken kann. So rückt dank einer Disziplin, die als stochastische Resonanz bekannt ist, bessere und schnellere Elektronik in greifbare Nähe.

Das Gebiet der stochastischen Resonanz wird bereits seit über 30 Jahren heftig diskutiert. Allerdings wurden vor dem Start des EU-finanzierten SUBTLE-Projekts ("Sub-KT low-energy transistors and sensors") kaum Fortschritte erzielt.

Auf dem Gebiet der Elektronik versuchte man traditionell immer hohe Signal-Rausch-Abstände (d. h. viel Signal - sehr wenig Rauschen) zu erreichen. Nun wird man mithilfe der Prinzipien der stochastischen Resonanz allerdings sogar dieses Rauschen ausnutzen, um Signale in elektronischen Geräten zu verbessern. Dabei können Ausgangssignale größer als der Eingangswert oder die Summe größer als die einzelnen Beträge sein.

Die Forschung im Rahmen des SUBTLE-Projekts hat diesbezüglich einige aufregende Fortschritte ergeben. Das Team konnte eine Technologie entwickeln, die Signale zwischen den Neuronen imitiert - in der Welt der Wissenschaft als Submikrometer-Arrays resonanter Tunneldioden bekannt. Die Technik hat außerdem dazu beigetragen, Sensoren für die Signale zu entwickeln, die normalerweise unter dem Rauschen verborgen sind. In Folge dessen bietet sich ein spektakuläres Potential, da diese neuen Sensoren bei Spannungen in Größenordnungen von weniger als Millivolt funktionieren, was deutlich weniger als bei moderner Technik üblich ist. Dies kann zum Beispiel bei der Schaffung neuronaler Netzwerke für zukünftige Quantencomputer zum Einsatz kommen. Nanoelektronik, Neurowissenschaften, Elektronik und biomedizinische Prothetik, um nur einige zu nennen, können sich ebenfalls erhebliche Vorteile davon versprechen.

Verheißungsvolle Zukunftsaussichten: Diese aus dem Projekt resultierenden Entwicklungen und einige andere Entdeckungen sind bereits von vielen Unternehmen mit großem Interesse zur Kenntnis genommen worden. Mit etlichen Firmen laufen bereits ernsthafte Unterredungen; es fielen bedeutende Namen aus verschiedenen Branchen wie Hitachi High Technology HHT, A&D und Novelx. Komplizierte Technologien austüfteln? Hier beweist sich erneut Europas Spitzenposition auf diesem Gebiet.

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