Erfolg ist kein Zufall. Als am 22. Mai 2025 die Entscheidung darüber fiel, welche Exzellenzcluster ab 2026 gefördert werden, hatte die Martin-Luther-Universität alles sehr gründlich vorbereitet. Der Antrag für das Forschungsverbundprojekt war seit Langem fertig, die Begutachtung bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit Bravour absolviert. Zudem: Mit zwei Neuberufungen im Bereich der Festkörperphysik hatte die MLU strategisch ihr wissenschaftliches Profil noch einmal deutlich gestärkt.

Die Arbeit wurde belohnt: Erstmals gelang es der Universität, eine der begehrten Millionenförderungen für ein Exzellenzcluster einzuwerben. Den Zuschlag erhielt die MLU für das „Center for Chiral Electronics“, das die MLU, die Freie Universität Berlin und die Universität Regensburg als gleichberechtigte Partner und gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut (MPI) für Mikrostrukturphysik in Halle betreiben. Hier arbeiten künftig Forschende aus Physik und Chemie standortübergreifend an gemeinsamen Fragestellungen. Unter den Projektleiterinnen und -leitern des Exzellenzclusters ist auch Prof. Dr. Niels Schröter, der im Zuge der strategischen Stärkung des Bereichs im Mai 2025 neu zum Professor an der MLU berufen wurde.

Der gefragte Wissenschaftler Schröter gehörte bereits von Anfang an zu dem Team, das den Antrag erarbeitete. Vor seinem Wechsel forschte er am MPI in Halle. Dort leitet er nicht nur seine eigene Max-Planck-Forschungsgruppe, sondern auch ein vom Europäischen Forschungsrat ERC mit 2,4 Millionen Euro gefördertes Projekt. Im Zentrum seiner Forschungsarbeit stehen sogenannte chirale Quantenmaterialien, die auch im Exzellenzcluster eine zentrale Rolle spielen. Die Idee, sich mit diesen exotischen Materialien zu beschäftigen, kam dem Physiker bereits während seiner Zeit am Schweizer Paul-Scherrer-Institut: „Wir haben dort entdeckt, dass eine neue Art von Quasiteilchen in Festkörpern existiert, die es als freie Elementarteilchen nicht geben darf. Und diese haben wir in chiralen Materialien gefunden.“ Seitdem hat sich der Wissenschaftler diesem Thema verschrieben. Seine Expertise und sein internationales Netzwerk bringt der Physiker nun in das „Center for Chiral Electronics“ und weitere Verbünde ein.

Bereits im Januar 2025 wechselte Prof. Dr. Samir Lounis vom Forschungszentrum Jülich an die MLU, um hier die Professur für Quantentheorie der Festkörper zu übernehmen. Lounis ist ein erfahrener und international ausgewiesener Wissenschaftler, der mithilfe komplexer Berechnungen und Simulationen Quantenphänomene in Festkörpern untersucht. Weitere Unterstützung erhält das MLU-Team seit Februar 2026 durch Prof. Dr. Annika Johansson, die eine Professur für theoretische Physik an der Universität angetreten hat. Die Physikerin war zuletzt am MPI in Halle im Rahmen des Minerva-Fast-Track-Programms tätig; ein exklusives Programm, in das jährlich nur sechs herausragende Wissenschaftlerinnen von allen 85 Max-Planck-Instituten und -Forschungseinrichtungen aufgenommen werden. Johansson bringt in das CCE ihre Expertise zu sogenannten orbitalen nicht-linearen elektronischen Transportphänomenen ein. „Die drei Berufungen sind eine ideale Ergänzung für unseren Standort. Damit sind wir auch im internationalen Vergleich gut aufgestellt“, sagt der CCE-Sprecher Prof. Dr. Georg Woltersdorf von der MLU.

Die Forschung des CCE zielt auf eine ganz neue Generation der Speicher- und Informationstechnologie ab. Eines der größten Probleme der modernen Mikroelektronik ist es, dass zum Beispiel Computerchips nicht mehr beliebig kleiner und effizienter gemacht werden können. Bisherige Materialien stoßen bei Speicherkapazität, Rechengeschwindigkeit und Energieeffizienz an physikalische Grenzen. Gleichzeitig wachsen der Stromverbrauch und der Datenverkehr wegen des enormen Ausbaus der Dateninfrastruktur bedingt durch künstliche Intelligenz, Streaming und Clouddienste immer weiter. 

Bei der Suche nach Lösungen für diese Herausforderungen hat sich das CCE-Forschungsteam von einer besonderen Eigenschaft der Natur inspirieren lassen: von der Chiralität. Diese beschreibt die „Händigkeit“ eines Objekts, das sich von seinem Spiegelbild unterscheidet. Ein Beispiel dafür sind die menschlichen Hände, die sich zwar gleichen, aber nicht identisch sind. Chiralität ist ein zentrales Prinzip in der Natur bis zur Ebene der Elementarteilchen und kann Objekten eine intrinsische Stabilität und viele andere Eigenschaften verleihen. Bislang spielt sie in der Elektronik keine Rolle.

Das will das CCE-Team ändern. Die Forschenden entwickeln neue chirale Materialien und kombinieren sie mit Konzepten für ultraschnelle und effiziente Elektronik. Dazu gehört etwa der Spin, der Eigendrehimpuls von Elektronen, der sie zu magnetischen Objekten macht. In elektronischen Geräten und Bauteilen soll der Spin künftig neben der elektrischen Ladung genutzt werden, um zum Beispiel Informationen zu übertragen. Die Spinelektronik soll durch Chiralität auch mit weiteren Ansätzen für neuartige Elektronik verbunden werden, zum Beispiel der Supraleitung, bei der Strom ohne Widerstand fließt. „Wir arbeiten an einer grundlegend neuen Materialklasse für künftige Speichertechnologien, die die Begrenzungen bisheriger Technologien überwinden soll“, sagt Woltersdorf.

Noch liegt der Fokus aber auf der Grundlagenforschung: Es braucht ein tieferes Verständnis von chiralen Phänomenen und mehr Wissen darüber, wie sich diese auf atomarer Länge und ultraschneller Zeitskala steuern lassen. Für Niels Schröter verbindet das Exzellenzcluster genau das, was ihn an der Forschung reizt: „Es ist ein großes Privileg, Teil dieses sehr guten Teams zu sein und Halle zu einem führenden Zentrum für chirale Materialien zu entwickeln.“

In Halle ist der Aufbau des Exzellenzclusters in vollem Gange, die ersten Experimente laufen. Auch die gemeinsame Graduiertenakademie hat ihre Arbeit aufgenommen. Zusätzlich soll an der MLU für das CCE eine neue Professur für Organische Elektronik eingerichtet werden.

Mehr Informationen unter:
www.chiralelectronics.de