--- title: "Giacomo Sala am PSI erhält ERC Starting Grant; 2,3 Mio Euro über fünf Jahre" sdDatePublished: "2026-09-04T11:30:00Z" source: "https://www.psi.ch/de/news/medienmitteilungen/renommierte-foerderung-fuer-spin-quanten-kombination" topics: - name: "scientific research" identifier: "medtop:20000735" - name: "scientific innovation" identifier: "medtop:20000736" - name: "biomedical science" identifier: "medtop:20000710" - name: "technology and engineering" identifier: "medtop:20000756" - name: "information technology and computer science" identifier: "medtop:20000763" locations: - "Switzerland" --- Giacomo Sala am PSI erhält ERC Starting Grant; 2,3 Mio Euro über fünf Jahre Spintronik plus Quanten: PSI-Forscher erhält bedeutende Förderung | News & Events | PSI Patientenbüro Tel: +41 56 310 35 21 Tel: +41 56 310 35 35 protonentherapie@psi.ch Prof. Dr. Damien Charles Weber Spintronik plus Quanten: PSI-Forscher erhält bedeutende Förderung Giacomo Sala verbindet zwei bislang getrennte Disziplinen der Physik: die etablierte Spintronik und die junge Quantengeometrie. Sein Projekt Q-GEOMSPIN am Paul Scherrer Institut PSI könnte den Weg zu effizienteren Datenspeichern ebnen – und wird nun mit rund 2,2 Millionen CHF vom Europäischen Forschungsrat ERC gefördert. Der PSI-Physiker Giacomo Sala erhält rund 2,2 Millionen CHF vom European Research Council (ERC). Im Projekt Q-GEOMSPIN bringt er zwei Forschungsgebiete zusammen, die bislang weitgehend getrennt untersucht wurden. Aus dieser Grundlagenforschung könnten künftig energieeffizientere Datenspeicher und Prozessoren entstehen. Der PSI-Physiker Giacomo Sala hat eine der begehrten Förderungen des Europäischen Forschungsrats ERC zugesprochen bekommen – einen sogenannten Starting Grant. Der ERC unterstützt Salas Projekt Q-GEOMSPIN mit 2,3 Millionen Euro (rund 2,2 Millionen CHF) über die kommenden fünf Jahre. Da die Schweiz seit Ende 2025 wieder voll mit den Forschungsförderungsprogrammen der Europäischen Union assoziiert ist, erhält Sala diese Finanzierung direkt vom ERC. Das Aussergewöhnliche an Salas Vorstoss ist die Kombination zweier Forschungsgebiete – Spintronik und Quantengeometrie – zu einem neuen Forschungsfeld. Die Erkenntnisse daraus könnten langfristig neue Möglichkeiten für spintronische Datenspeicher eröffnen. Zudem könnten sie helfen, kleine Energiemengen zu gewinnen und neue Materialeigenschaften zu entwickeln. Die Idee für Q-GEOMSPIN entstand während zweier Stationen in Salas bisheriger wissenschaftlicher Laufbahn. Während seiner Promotion an der ETH Zürich erforschte er Spintronik und Magnetismus. Etwas später, als Postdoktorand an der Universität Genf, wandte er sich der Quantengeometrie zu. Die Verbindung beider Perspektiven brachte ihn auf die Frage, ob die Quantengeometrie bislang übersehene spintronische Effekte hervorbringt. «Soweit ich weiss, hat bisher niemand experimentell diese beiden Felder verknüpft », sagt der Experimentalphysiker vom Zentrum für Neutronen- und Myonenforschung des PSI. Ein weisser Fleck auf der Spintronik-Landkarte Die Spintronik ist ein seit dreissig Jahren etabliertes wissenschaftliches Gebiet. Ihre Bedeutung wurde unterstrichen durch einen Physiknobelpreis, der im Jahr 2007 für ihre Erforschung vergeben wurde. Die Spintronik macht sich den Spin – die Eigenrotation – von Elektronen zunutze, um Informationen zu speichern. In den letzten Jahren hat sich jedoch gezeigt, dass die Spintronik sozusagen noch einen weissen Fleck auf ihrer Landkarte hat: Arbeiten in der theoretischen Physik deuten darauf hin, dass sich bestimmte spintronische Phänomene mit der jungen Quantengeometrie vorhersagen, verstehen und kontrollieren lassen. Konkret geht es um ein Teilgebiet der Quantengeometrie: die Quantenmetrik. Um die Idee der Quantenmetrik zu veranschaulichen, nutzt Sala eine Analogie: die Gravitation. Die Gravitationskraft sorgt dafür, dass die Erde um die Sonne kreist. Laut Albert Einstein ist die korrekte Erklärung dafür aber eine Krümmung des Raums, verursacht durch die Masse der Sonne. «So ähnlich ist es für Elektronen, wenn sie sich durch einen Festkörper bewegen», so Sala. Aufgrund der Quantenmetrik krümmt sich der Impulsraum. Dies «spüren» die Elektronen und werden entsprechend abgelenkt. Giacomo Sala wird von der nun zugesprochenen Förderung zwei Promovierende und eine Person auf Postdoktorats-Niveau einstellen können. Gemeinsam mit diesem kleinen Team wird er im Rahmen von Q-GEOMSPIN unter anderem topologische Materialien untersuchen. Das sind Festkörper, die im Inneren Isolatoren sind, an der Oberfläche dagegen elektrischen Strom leiten. Ebenfalls auf dem Programm stehen oxidische Verbindungen und zweidimensionale sogenannte Van-der-Waals-Materialien wie Graphen. Von der Elektronik zur Quantengeometrie Elektronik nutzt nur die Ladung der Elektronen: Strom fliesst oder fliesst nicht – daraus entstehen die Nullen und Einsen in der digitalen Datenverarbeitung. Genutzt wird also die Bewegung der Ladung. Spintronik nimmt eine zweite Eigenschaft hinzu: den Spin, den quantenmechanischen Eigendrehimpuls. Vereinfacht gesagt: eine Ausrichtung der Elektronen nach oben oder unten. Diese Eigenschaft lässt sich zur Informationsübertragung nutzen. Quantengeometrie beschreibt die geometrische Struktur der Elektronen-Wellenfunktionen im Festkörper. Ein Teil davon, die Quantenmetrik, wirkt wie eine ins Material eingebaute Gravitation und lenkt die Elektronen ab. Das neue an der Quantenmetrik ist, dass diese Geometrie selbst zur Steuergrösse wird und mit dem Spin verknüpft werden kann. Synchrotronlicht und Nanotechnologie: Das PSI bietet die nötige Infrastruktur Sala und sein Team werden dabei Strukturen herstellen und messen, die nur wenige Mikrometer klein sind. Diese werden nahe an den absoluten Temperaturnullpunkt (minus273,15 Grad Celsius) abgekühlt. Dafür schafft das PSI mit den ERC-Mitteln einen besonderen Kryostaten an: ein Kühlgerät, das auch starke Magnetfelder erzeugt. Darin wird ein elektrischer Strom durch die Probe geschickt und die Ablenkung der Elektronen gemessen. Dabei suchen die Forschenden gezielt nach nichtlinearen Effekten, wenn also kleine Variationen der Spannung oder des Magnetfelds zu grossen Änderungen in der Messung führen. In diesen Abweichungen erwarten sie Hinweise auf die Quantengeometrie. Dass Sala für sein Vorhaben ans PSI gekommen ist, hat mit dessen strategischer Forschungsausrichtung und einzigartiger Infrastruktur zu tun. Am neuen «Quantum Matter and Materials Center» am PSI, kurz QMMC, kommt die Arbeit verschiedener PSI-Forschungsgruppen im Bereich der Quantenmaterie und -materialien zusammen. Q-GEOMSPIN passt hervorragend in diesen neuen Knotenpunkt der Quantenforschung. So bietet das PSI auch alle Einrichtungen, die Sala und sein Team benötigen werden, um Materialien herzustellen und zu charakterisieren, Mikrobauelemente zu fertigen und um bei tiefen Temperaturen Messungen durchzuführen. Unter anderem wird das Team die Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS nutzen sowie den neuen PSI-Reinraum «PICO», der von der Forschungsgruppe für Nanotechnologie geführt wird und für die Fertigung der winzigen Bauelemente bestens geeignet ist. Auch d ie Schweizer Spallations-Neutronenquelle SINQ des PSI könnte interessante Möglichkeiten für ihre Forschung bieten. Q-GEOMSPIN könnte der Spintronik endlich einen grossen Durchbruch verschaffen. Mit Ausnahme des Riesenmagnetowiderstands, der in den 1980ern entdeckt wurde und bald darauf die Speicherdichte von Computerfestplatten vervielfacht hat, sind kommerzielle Anwendungen bisher rar. Auf der Wunschliste stehen nun leistungsfähigere spintronische Speicher (MRAM) oder Computerprozessoren, die nach dem Vorbild des Gehirns arbeiten. Auch exotische Ideen wie das Einsammeln von Energie aus ungenutzten WLAN-Funkwellen werden diskutiert. Giacomo Sala bleibt realistisch: «Q-GEOMSPIN ist reine Grundlagenforschung. Aber die ist wichtig, um daraus Anwendungen zu entwickeln.» © Das PSI stellt Bild- und oder Videomaterial für eine Berichterstattung über den Inhalt des obigen Textes in den Medien kostenfrei zur Verfügung. Eine Verwendung dieses Materials für andere Zwecke ist nicht gestattet. Dazu gehören auch die Übernahme des Bild- und Videomaterials in Datenbanken sowie ein Verkauf durch Dritte. Das Paul Scherrer Institut PSI entwickelt, baut und betreibt grosse und komplexe Forschungsanlagen und stellt sie der nationalen und internationalen Forschungsgemeinde zur Verfügung. Eigene Forschungsschwerpunkte sind Zukunftstechnologien, Energie und Klima, Health Innovation und Grundlagen der Natur. Die Ausbildung von jungen Menschen ist ein zentrales Anliegen des PSI. Deshalb sind etwa ein Viertel unserer Mitarbeitenden Postdoktorierende, Doktorierende oder Lernende. Insgesamt beschäftigt das PSI 2300 Mitarbeitende und ist damit das grösste Forschungsinstitut der Schweiz. Das Jahresbudget beträgt rund CHF 450 Mio. Das PSI ist Teil des ETH-Bereichs, dem auch die ETH Zürich und die ETH Lausanne angehören sowie die Forschungsinstitute Eawag, Empa und WSL. (Stand 06 Dr. Giacomo Sala PSI Center for Neutron and Muon Sciences Paul Scherrer Institut PSI +41 56 310 48 70 giacomo.sala@psi.ch [Englisch, Französisch, Italienisch, Deutsch] Hoher Druck verstärkt die Supraleitung in einem Quantenmaterial und verändert seine Eigenschaften. Forschende des PSI haben den mikroskopischen Mechanismus hinter diesem Effekt aufgedeckt. Renommierte Förderung für photonische Netzwerke PSI-Forscherin Kirsten Moselund hat vom Europäischen Forschungsrat ERC eine bedeutende Forschungsförderung zugesprochen bekommen. Magnetismus in dünnen Schichten: Ein Elektron macht den Unterschied Ein wichtiger Schritt zu neuartigen Computerspeichern Artikel teilen Facebook LinkedIn E-Mail X (Twitter) Der PSI-Physiker Giacomo Sala erhält rund 2,2 Millionen CHF vom Further information about Data Science