Helle Köpfe und Jungunternehmer gesucht

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Der NOe Riz-Up GENIUS-Preis prämiert wieder die genialsten Ideen und schreibt Preise im Gesamtwert von über 50.000 Euro aus.

Bis Freitag, den 5. April können noch Personen, die in ihrem Kompetenzbereich an innovativen Problemlösungen arbeiten, ihre Projekte beim diesjährigen „Riz-Up GENIUS Ideen- und Gründerpreis“ einreichen. Der Bewerb der besten Geistesblitze findet heuer bereits zum 17. Mal im Rahmen der Gründerinitiative des Landes Niederösterreich statt. Ohne jede Themenbeschränkung sind dabei Ideen aus sämtlichen Wissenschaftszweigen erwünscht, egal ob Einzelprojekte oder Teamarbeiten.

Verschiedene Kategorien
Der „Riz-Up GENIUS ideen- und gründerpreis“ würdigt herausragende Leistungen in den Kategorien „Geniale Forschung und Entwicklung“, „Geniale Start-Ups“, „Geniale Unternehmer“ sowie „Genial digital“. Die besten Ideen werden in einer großen Abschlussveranstaltung im Juni 2018 vorgestellt und prämiert. Die Sieger erhalten Geldpreise im Gesamtwert von mehr als 50.000 Euro.
Organisiert wird der Ideen- und Gründerpreis“ vom der Gründer-Agentur des Landes Niederösterreich riz up mit Unterstützung der Wirtschaftskammer Niederösterreich, des Landes Niederösterreich, der Industriellenvereinigung Niederösterreich, der Raiffeisen Bankengruppe NÖ-Wien, der NÖ Wirtschaftsagentur ecoplus, der Flughafen Wien AG, der Wiener Städtischen Versicherung, der EVN, Novomatic sowie dem RIZ-Förderverein NÖ-Süd. Als Projektpartner mit dabei ist das accent Gründerservice Niederösterreich.

Innovate with IoT

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Praxisbeispiele von BMW, SBB oder Pessl Instruments, angewandte Forschung von AIT oder SWP-Hagenberg und viele internationale Top-Speaker bei IoT-Fachkonferenz von 16. bis 17. Mai in Wien.

Unter dem Motto „Innovate with IoT“ findet von 16.- 17. Mai 2018 im Congress Center der Messe Wien die diesjährige Jahrestagung für das Internet der Dinge statt. Zahlreiche Keynotes, 40 Top-Speaker und über 20 Praxisbeispiele beleuchten aktuelle Trends und Entwicklungen rund um Industrie 4.0 und Internet der Dinge (IoT).
Schwerpunktthemen sind IoT Security & Privacy, Data Analytics & Artificial Intelligence (AI), weiters Connected & Autonomous Transportation und Blockchain sowie Wearables & Augmented- and Virtual Reality (AR/VR) und zudem Smart Home and Smart City sowie der große Themenbereich Agriculture. Zwei Tage lang bietet die Fachkonferenz auf drei Bühnen, Vorträge heimischer und internationaler Top-Sprecher, IoT-Interactiv-Workshops sowie eine Networking-Lounge für den persönlichen Austausch. Die Teilnehmenden haben auch die Möglichkeit die parallel stattfindende C4I-Connecitivity for Industry-Messe zu besuchen.

Jungunternehmer und Mittelstand und Industrie und Forschung
Gezeigt werden Praxisbeispiele vieler namhafter Unternehmen wie etwa SBB AG, BMW Steyr, Doka Ventures oder Pessl Instruments. Internationale Unternehmen wie Arch Systems, Westermo, BSH Home Applications, Weidmueller Group, Pawame und Dual Inventive wie auch heimische Unternehmen wie Dynatrace, Microtronics, proALPHA Software und LineMetrics präsentieren ihre Lösungen und Erfahrungen. Angewandte Projekte aus Forschung und Wissenschaft zeigen das Austrian Institute of Technology (AIT), die TU Wien und das Software Competence Center Hagenberg.
Lead-Partner des IoT Forum CE ist neben anderen IKT-Unternehmen T-Mobile/Deutsche Telekom und SUCCUS Wirtschaftsforen ist Veranstalter.

Blockchain-Technologie und die Auswirkungen auf Städte

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Fujitsu eröffnet in Brüssel, Belgien, sein erstes Blockchain Innovation Center in Europa. Das Zentrum soll Fujitsus Engagement auf dem Gebiet der Blockchain- und sogenannten Distributed-Ledger-Technologien unterstreichen.

Diese neuen Technologien revolutionieren die Art und Weise, wie Verbraucher und Unternehmen Waren und Dienstleistungen kaufen, verkaufen und verteilen. Auf Basis der Technologie werden völlig neue Geschäftsmodelle ermöglicht, die sich im Bereich Services und der produzierenden Industrie implementieren lassen.

Komplett neue Geschäftsmodelle
Kunden und Partner zeigen schon jetzt ein wachsendes Interesse an einem besseren Verständnis der Blockchain-Technologie und deren Auswirkungen auf ihre Geschäftsmodelle. Dabei geht es nicht nur um die bereits begonnene Disruption im Bereich der Finanzdienstleistungen, sondern auch um andere Einsatzszenarien in einer Vielzahl von Branchen. Die Blockchain-Technologie lässt sich in zahlreichen Bereichen einsetzen, dazu gehören Logistik, Lieferketten und öffentliche Register und Funktionen wie etwa Grundbücher, Ausweisdokumente sowie sogenannte „Smart Contracts“, die für eine automatisierte Ausführung von Verträgen sorgen.

Smart Cities
Ein Fachgebiet, auf das sich Fujitsu in dem Innovationszentrum besonders konzentriert, ist der Einsatz der Blockchain-Technologie für die Entwicklung und Implementierung von Smart City-Services. Dabei liegt der Fokus nicht nur auf der Technologie selbst, sondern auch auf weiteren wichtigen Aspekten, welche die Städte der Zukunft beeinflussen, wie soziologische und demografische Faktoren, die gesellschaftliche Organisation, die wirtschaftliche Funktionsfähigkeit sowie ökologische Herausforderungen. Das Zentrum wird die Forschung, Entwicklung und Innovationskraft von Brüssel, aber auch von anderen Städten unterstützen, indem es zukunftsweisende Projekte von Unternehmen, Forschungseinrichtungen sowie dem Non-profit-Sektor fördert.

Distributed Ledger-Technologien und Tangle-based Solutions
Auch in Deutschland befasst sich Fujitsu intensiv mit Services, Plattformen und Infrastrukturen rund um Distributed Ledger-Technologien sowie dem Einsatz sogenannter Tangle-basierten Lösungen wie IOTA speziell im Zusammenhang mit Industrie 4.0-Anwendungen. „Wir sind der Überzeugung, dass die Blockchain-Technologie eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung von Smart Cities einnimmt. Der National League of Cities zufolge lebt über die Hälfte der Weltbevölkerung derzeit in Stadtgebieten. Bis 2050 soll diese Anzahl auf voraussichtlich 66 Prozent steigen“, so Frederik De Breuck von Fujitsu Benelux.
„Dieser Trend führt zu neuen städtischen Ökosystemen mit vielfältigen Herausforderungen – von der öffentlichen Sicherheit über die Infrastruktur bis hin zu Verkehr und Wohnungswesen. Städte müssen sich diesen Entwicklungen anpassen und zu intelligenten Städten werden, die ITK-Technologien mit Infrastrukturen und Architekturen verbinden, um soziale, wirtschaftliche und umweltbezogene Herausforderungen zu lösen“, erläutert De Breuck.

Datenbanken werden zunehmend intelligent

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Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen brauchen gewaltige Datenmengen. Die Verbindung von Big Data und Machine Learning ist eines der Hauptthemen der aktuellen Informatik-Fachtagung zum Thema Datenbanktechnologie und Wissensmanagement in Wien.

Daten werden immer mehr zum relevanten Rohstoff für Forschung und Wirtschaft. Künstliche Intelligenz beruht heute oft auf „machine learning“ – das bedeutet, dass Algorithmen anhand großer Datenmengen selbstständig dazulernen und sich selbst verbessern. Diese Methode setzt man heute in ganz unterschiedlichen Fachbereichen ein, etwa bei der Analyse medizinischer 3D-Bilddaten oder auch beim Untersuchen von Satellitenbildern.

Von der DNA-Analyse bis zur Elektronenmikroskopie
Viele Techniken in der Forschung, von der DNA-Analyse bis zur Elektronenmikroskopie, erfordern einen effizienten Umgang mit riesigen Datenmengen. Die Datenbanken müssen „intelligenter“ werden, um komplexere Abfragen zu ermöglichen. Eine der wichtigsten internationalen Tagungen zu Datenmanagement und Datentheorie findet nun aktuell in Wien statt (noch bis 29. März) und dabei werden zwei Konferenzen vereint – die „International Conference on Extending Database Technology“ (EDBT) und die „International Conference on Database Theory“ (ICDT). Reinhard Pichler vom Institut für Logic and Computation an der TU Wien konnte diese international renommierten Veranstaltungen nun nach Wien holen.

Intelligente Vernetzung und Auswertung verschiedener Datenquellen
„Viele Unternehmen haben das Problem, dass sie ihre Daten in heterogenen Quellen abgespeichert haben, etwa in unterschiedlich organisierten Datenbanken. Will man Informationen aus diesen heterogenen Datenquellen zusammenführen oder auch nur abfragen, kann es zu Inkonstistenzen kommen“, erklärt Pichler. „Das ist derzeit ein sehr wichtiges Forschungsgebiet in der Datenbank-Community. Wie soll man zum Beispiel vorgehen, wenn die Daten aus zwei verschiedenen Krankenhäusern zusammengeführt werden?“ Reinhard Pichler leitet an der TU Wien den Forschungsbereich „Database and Artificial Intelligence“, ein wichtiger Forschungsschwerpunkt seiner Gruppe ist dabei die Informationsintegration.

Neuronale Netzwerke für lernfähige Computersysteme
Wenn man es mit sehr großen Datenmengen zu tun hat, muss man manchmal das Ziel aufgeben, die perfekte Antwort auf eine bestimmte Frage zu finden. Oft erreicht man die nötige Geschwindigkeit und Effizienz nur dann, wenn man sich stattdessen mit einer vernünftigen Näherungslösung zufrieden gibt. So spielen auch statistische Methoden in der Theorie der Datenbanken eine immer wichtigere Rolle. Auch „deep learning“ ist ein Forschungsgebiet, das sich derzeit rasant entwickelt: Nach dem Vorbild der Nervenzellen im Gehirn, die einander in einem komplexen Netzwerk gegenseitig beeinflussen, versucht man, mit künstlichen Neuronalen Netzwerken lernfähige Computersysteme herzustellen.

Die Effizienz der Algorithmen
Einer der prominenten Vortragenden ist Peter Haas, ein Informatiker mit familiären Wurzeln in Wien, der derzeit an der Universität von Massachusetts in Amherst forscht. "Das Ziel ist es nicht nur, das Anwendungsgebiet und die Effizienz der Algorithmen selbst zu verbessern, sondern auch ihre Verwertbarkeit für Analytiker um rationale Entscheidungsfindung zu unterstützen“, so Haas. Ein weiterer „Invited Speaker“ ist Chris Jermaine von der Rice University in Houston (Texas/USA). Er beschäftigt sich mit Daten-Analytik und entwickelt Tools, mit denen man große Datenmengen analysieren, speichern, abfragen und manipulieren kann.

Wien-Oxford-Wien
Im Rahmen der Konferenz findet auch ein Workshop zu Ehren von Professor Georg Gottlob statt, der vergangenes Jahr mit der Ada Lovelace Medal ausgezeichnet wurde, dem wichtigsten Informatik-Preis Großbritanniens. Nach 11 Jahren an der Universität Oxford kehrte Gottlob 2018 nach Wien zurück, wo er derzeit Sprecher des vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Doktoratskollegs für Logische Methoden in der Informatik - LogiCS ist. Gottlob ist auch Träger des Wittgenstein-Preises, Fellow mehrere Akademien, darunter die Royal Society, sowie Fellow der Association for Computing Machinery (ACM). Auch während seiner Zeit in Oxford blieb Gottlob eng mit der TU Wien verbunden und arbeitete intensiv mit Reinhard Pichler und Thomas Eiter zusammen. Derzeit forscht Georg Gottlob mit Reinhard Pichler an neuen Methoden zur Query Decomposition, die zu schnelleren Algorithmen zur Beantwortung komplexer Datenbankabfragen führen sollen.

Moderne Wertschöpfungsketten bedienen beide Welten

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Handel und Dienstleistungsbranchen betrifft die disruptive Digitalisierung besonders.

Online-Shops und große Internet-Portale jagen klassischen Filialbetrieben verstärkt Marktanteile ab. Studien von Handelsverbänden oder Experten empfehlen speziell kleinen Betrieben in innerstädtischen Lagen nicht nur möglichst alle Marketing- und Vertriebskanäle zu vernetzen und dabei auch Lieferung und Abrechnung zu integrieren.
Beim Thema Bezahlung bedienen sich Unternehmen zunehmend spezialisierter Dienstleister, die alle gängigen Bezahloptionen aus einer Hand anbieten. Bei größeren Handelsbetrieben mit hohen Transaktionsvolumina passiert oftmals auch eine Direktintegration der Bezahlssysteme in bestehende IT-Architekturen. „Das gilt besonders dann, wenn der gesamte Bezahlprozess exakt nach Händlerwunsch gestaltet wird um etwa auch alle Schritte des Kunden nachvollziehen zu können,“ erläutert Robert Bueninck, General Manager Klarna Group DACH.

Jeder Online-Händler sollte zudem darauf achten, dass der Internet-Shop auch für alle mobilen Geräte optimal aufgestellt ist, der Einkauf über Smartphones steigt rasant. Studien zeigen, dass es hier noch Schwachstellen gibt und viele Prozesse zu kompliziert laufen. „Generell geht der Trend klar zum Omnichannel-Handel, vom stationären Geschäft über Online-Shops bis hin zu individuellen Anboten direkt auf das mobile Gerät des Kunden,“ ergänzt Vagner. Bei Klarna in Schweden setzt man bereits auf diese Verschmelzung, Kunden können hier mit Klarna online sowie im Laden bezahlen und benötigen damit nur ein Zahlungsmittel für beide Welten.

Die internetgestützte Ökonomie betrieblicher Abläufe

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Die digitale Transformation wird nunmehr in vielen Unternehmen zur gelebten Realität. Der treibende Faktor dafür sind vor allem übergreifende Effekte zwischen Abteilungen, Betrieben oder auch Branchen, zwischen Technologie und Methodik sowie zwischen physisch analoger und digitaler Welt.

Technologische Innovationen gewinnen im betrieblichen Alltag immer mehr an Bedeutung. Vernetzung, Mobilität, Cloud oder Internet-of-Things (IoT) sind neben Sicherheit und Datenmanagement die wichtigsten Themen. Die Viefalt erschwert Unternehmen den Überblick zu bewahren und eine konventionelle IT-Umsetzung nur für einzelne Bereiche oder Anforderungen stößt hier rasch an Grenzen.
Experten raten zu einer strategischen Planung und zu einem übergreifenden Zusammenspiel von Kompetenzen. „Das reicht von ersten Datenmodellierungen über Integration der Daten bis zum Abbilden der Prozesse und Implementieren der Systeme,“ erläutert etwa Mark Winkler, Leiter des Bereiches Digitale Transformation bei Kapsch BusinessCom. Damit keine Fragmentierung dieser Disziplinen passiert, empfiehlt Winkler die Kombination von Technologie und Methodologie über sogenannte Data as a Service-Plattformen wie beispielsweise Tribefire von Braintribe.
Hier können Mitarbeiter aus verschiedenen Geschäftsbereichen virtualisierte Echtdaten aus unterschiedlichen Quellen als ganzheitliche Modelle nutzen. Dadurch ist unternehmerischer Nutzen der zentrale Ausgangspunkt und nicht etwa die bisher gebräuchliche Frage: Was ist technisch machbar? „Aussagekräftige Grundlagen für Budgetentscheidungen werden rasch machbar, und die Datenvirtualisierung ermöglicht bei Prototypen den raschen Übergang vom Test- in den Produktivbetrieb,“ so Winkler.

Die Infrastruktur der Demokratie

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Der Verband der österreichischen Zeitungsherausgeber (VÖZ) vergab zum achten Mal den Förderpreis für Medienforschung. VÖZ-Präsident Kralinger, Minister Faßmann und Wissenschafter Karmasin unterstreichen die demokratiepolitische Rolle der Medien.

„Wenn wir die Medienforschung an einem Ort der höchsten politischen Zentralität ehren, dann ist das eine Anerkennung der wesentlichen Bedeutung von Medien im demokratiepolitischen Wirken. Politik braucht eine mediale Übersetzung und sie braucht Medien, in denen die Interessen der Gesellschaft artikuliert werden“, so Wissenschaftsminister Heinz Faßmann anlässlich der feierlichen Verleihung des VÖZ-Förderpreises Medienforschung.
Der Verband Österreichischer Zeitungen prämierte heuer bereits zum achten Mal herausragende wissenschaftliche Arbeiten über den österreichischen Medienmarkt. VÖZ-Präsident Thomas Kralinger betonte bei der Verleihung, dass „die ausgezeichneten Arbeiten ihren Blick auf die Zukunftsthemen unserer Branche richten. Innovative Impulse aus der Wissenschaft können uns dabei helfen, Veränderungsprozesse frühzeitig zu erkennen und nachhaltig zu meistern.“ Medien hätten laut Kralinger in der digitalen Transformation neben ihrer Rolle als „public watchdog“ eine weitere „unendlich wichtige Aufgabe“ dazubekommen: „Wir haben dafür zu sorgen, dass das überhitzte Meinungsklima abkühlt, damit es weiterhin einen gemeinsamen Diskurs in unserer Gesellschaft geben kann.“
Auch der Juryvorsitzende Matthias Karmasin (Universität Klagenfurt) hob die demokratiepolitische Rolle der Medien hervor: „Medien sind die Infrastruktur der Demokratie. Ihre Qualität und jene der Demokratie stehen in einem engen Zusammenhang. Es ist also nicht folgenlos, wenn diese Infrastruktur unter Druck gerät – und das tut sie aktuell, nicht nur ökonomisch, sondern auch gesellschaftlich. Wenn wir uns fragen, welche Medien wir haben wollen, dann fragen wir uns gleichzeitig auch, in welcher Gesellschaft wir leben wollen.“ Die Relevanz dieser Frage könne man laut Karmasin in Zeiten des Umbruchs daher nicht hoch genug einschätzen.

Medienethische Herausforderungen und Publizistische Qualität
Die mit 4.000 Euro dotierte Auszeichnung für Dissertationen sicherte sich Klaus Bichler mit seiner Arbeit „Möglichkeiten und Grenzen von Verantwortung – Medienethische Herausforderungen bei OnlineakteurInnen in Österreich" (Universität Klagenfurt). Bichler hat in seiner „qualitativ sehr hochwertigen“ Dissertation durch theoretische Aufarbeitung und die Befragung „journalistischer und semi-journalistischer Contentproduzenten“ eine Onlinemedienethik skizziert, „die den gravierenden Umbrüchen im Journalismus mehr als gerecht wird“, so die Jury.
Viele Blogger und Vlogger seien sich laut Bichler nicht darüber im Klaren, welche publizistische Verantwortung sie tragen. „Wenn ich etwas in meinen Blog klopfe, dann kann das auch Folgen haben.“ Mit einem eigenen Schulfach Medienbildung könne man hier das notwendige Bewusstsein schaffen.
In der mit 2.000 Euro dotierten Kategorie Master-/Diplomarbeiten wurde Stephanie Lehners Masterarbeit „Online vs. Print: Qualitätsunterschiede und etwaige künftige Veränderungen am Beispiel der OÖN“ (Universität Wien) ausgezeichnet. Lehner beschäftigte sich mit der publizistischen Qualität in Print- und Onlinemedien. Vor allem „die praxisnahe Einbeziehung neuer verlegerischer Geschäftsmodelle und Newsroom-Konzepte“ hob die Jury in ihrer Begründung positiv hervor.

Das Verhältnis von Politik und Medien
Der mit 2.000 Euro dotierte Hannes-Haas-Nachwuchspreis wurde an Jakob-Moritz Eberl für seine Dissertation „Media Bias in Political News Coverage: Revisiting Sources, Effects and Perceptions“ verliehen. Eberl beleuchtete in seiner Dissertation das Verhältnis von Politik und Medien und diskutierte die scheinbar politisch motivierte Vertrauenskrise in traditionelle Medien. Die Jury lobte nicht zuletzt „den reflektierten Umgang mit dem aufgeladenen Begriff ‚Medien-Bias‘“.
Um mediale Meinungsverzerrungen zu vermeiden, plädiert Eberl auch im digitalen Bereich für die Einhaltung des klassischen Trennungsgrundsatzes: „Auch Journalisten sind Staatsbürger und haben eine politische Meinung. Es ist nur wichtig, dass sie Meinungsäußerungen auf Kommentare beschränken und über Nachrichteninhalte neutral berichten.“
Der Hannes-Haas-Nachwuchspreis wird vom VÖZ und der Initiative Qualität im Journalismus (IQ) mit Unterstützung der APA getragen und für wissenschaftliche Arbeiten verliehen, die sich mit der gesellschaftlichen Bedeutung und Verantwortung des Journalismus auseinandersetzen.

Förderpreis für herausragende wissenschaftliche Arbeiten
Die Beurteilung der ausgezeichneten wissenschaftlichen Arbeiten wurde von einer hochkarätig besetzten Jury aus Wissenschaft und Praxis vorgenommen. Der VÖZ-Förderpreis Medienforschung wird bereits seit 2010 ausgeschrieben und für herausragende wissenschaftliche Arbeiten vergeben, die sich mit aktuellen und wichtigen Fragestellungen des österreichischen Medienmarktes befassen. Der Förderpreis steht unter der Schirmherrschaft des Bundesministers für Bildung, Wissenschaft und Forschung, Heinz Faßmann.

Neuartige Quanten-Bits in zwei Dimensionen

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Wenn man zwei ultradünne Materialschichten kombiniert, ergeben sich neue Möglichkeiten für die Quanten-Elektronik. Ein internationales Forschungsteam mit TU-Beteiligung zeigt nun flexibel steuerbare Quantensysteme.

Zwei neuartige Materialien, die jeweils nur aus einer einzigen Schicht von Atomen bestehen, und dazu die Spitze eines Rastertunnelmikroskops – das sind die Zutaten, mit denen es nun gelungen ist, eine neue Art sogenannter „Quantenpunkte“ herzustellen. Dabei handelt es sich um winzige Nanostrukturen, die eine ausgezeichnete Kontrolle über einzelne Elektronen erlauben, deren Energie gezielt verändert werden kann. Für moderne Quantentechnologien sind solche Strukturen ein wichtiges Werkzeug.
Die theoretische Arbeit und die Computersimulationen für die neue Technologie kamen vom Team um Florian Libisch und Joachim Burgdörfer an der TU Wien, das Experiment wurde an der RWTH Aachen von der Forschungsgruppe von Markus Morgenstern durchgeführt. Beteiligt daran war auch das Team der nobelpreisgekrönten Graphen-Entdecker Andre Geim und Kostya Novoselov aus Manchester, welche die Materialproben beisteuerten. Die Ergebnisse wurden nun im Fachjournal „Nature Nanotechnology“ publiziert.

Energieunterschiede nach Wunsch einstellen
„Für viele Anwendungen im Bereich der Quantentechnologie braucht man ein Quantensystem, in dem ein Elektron zwei verschiedene Zustände annehmen kann – ähnlich wie ein klassischer Lichtschalter, nur mit dem Unterschied, dass die Quantenphysik auch beliebige Überlagerungen der beiden möglichen Zustände erlaubt“, erklärt Florian Libisch vom Institut für Theoretische Physik der TU Wien.
Eine wichtige Eigenschaft solcher Systeme ist die Energiedifferenz zwischen diesen beiden Quantenzuständen: „Man will in einem solchen System die Information, die in Form des Elektrons abgespeichert ist, möglichst gut kontrollieren, speichern und auslesen können. Dafür wünscht man sich ein System, in dem sich die Energiedifferenz zwischen den beiden Zuständen kontinuierlich einstellen lässt – von fast null bis möglichst groß“, so Libisch.
Bei in der Natur vorkommenden Systemen, etwa in einem Atom, ist das schwierig. Dort sind die Energien und damit die Energiedifferenzen zwischen zwei erlaubten Zuständen fix vorgegeben. Möglich wird das gezielte Ändern des Energieabstands allerdings in synthetisierten Nanostrukturen, in denen Elektronen eingesperrt werden. Man bezeichnet solche Strukturen als „Quantenpunkte“ oder auch als „künstliche Atome“.

Graphen und Bornitrid als ultradünne Materialien
Dem internationalen Forschungsteam von TU Wien, RWTH Aachen und Universität Manchester gelang es nun, neuartige Quantenpunkte zu entwickeln, in dem sich die einzelnen Energieniveaus der Elektronen viel besser und in größerem Ausmaß steuern und kontrollieren lassen als bisher. Möglich wurde das durch eine Kombination von zwei ganz besonderen Materialien: Zum einen Graphen, das aus nur einer einzigen leitenden Schicht von Kohlenstoff-Atomen besteht, zum anderen hexagonales Bornitrid, einem Graphen stark ähnelnden atomar dünnen Material, das aber isolierend ist.
Genau wie Graphen bildet auch Bornitrid eine sechseckig-wabenartige Struktur aus einzelnen Atomlagen. „Die Sechsecke im Graphen und die Sechsecke im Bornitrid sind allerdings nicht exakt gleich groß“, sagt Florian Libisch. „Wenn man nun eine einzige Schicht Graphen sorgfältig auf hexagonales Bornitrid legt, dann passen die beiden Schichten nicht perfekt zusammen, dadurch entsteht eine Superstruktur mit einer Größe von einigen Nanometern, die sich verbiegt und extrem regelmäßige Wellen schlägt.“

Auf dem Weg zu „Valleytronics“
Wie umfassende Berechnungen an der TU Wien zeigten, sind genau diese Verbiegungen einer kombinierten Graphen-Bornitrid-Struktur der ideale Ort, um Elektronen zu kontrollieren. Die regelmäßigen Wellen in der dünnen Struktur bilden dabei eine Potentiallandschaft, in die man mit Hilfe eines Rastertunnelmikroskops den Quantenpunkt punktgenau einpassen oder sogar kontinuierlich verschieben kann. Je nachdem, an welcher Stelle sich die Spitze des Mikroskops befindet, ändern sich die erlaubten Energieniveaus der Elektronen. „Durch eine Verschiebung um wenige Nanometer kann man den Unterschied zwischen zwei benachbarten Elektronen-Energien zwischen -5 und +10 Milli-Elektronenvolt punktgenau einstellen – das ist etwa das Fünfzigfache dessen, was bisher möglich war“, so Libisch.
Die Spitze des Rastertunnelmikroskops könnte in Zukunft durch eine Reihe nanoelektronischer Bauteile ersetzt werden. So sollen die nun entdeckten Möglichkeiten des Kombinationsmaterials aus Graphen und Bornitrid zu einer skalierbaren Quanten-Technologien führen. In solchen Fällen spricht man von „Valleytronics“. „Das ist heute ein vieldiskutiertes Forschungsgebiet, das freilich noch am Anfang steht“, ergänzt Florian Libisch. „Die potenziellen technischen Möglichkeiten dieser ultradünnen Materialien sind jedenfalls vielversprechend und deshalb hat die TU Wien 2017 auch ein Doktorandenkolleg zu diesem Thema ins Leben gerufen.“