Redox-basierte resistive Speicher – kurz ReRAMs – sind nicht nur schneller und energieeffizienter als die heute üblichen Flash-Speicher, sie können auch die Grundelemente für künstliche neuronale Netze bilden.
Für seine Forschungen zu den physikalischen Grundlagen der ReRAMs ist Prof. Rainer Waser in den Kreis der Gottfried Wilhelm Leibniz-Preisträger 2014 aufgenommen worden.
Die ReRAMs sind nichtflüchtig wie Flash-Speicher, schalten aber um den Faktor 1000 schneller und nehmen 1000 mal weniger Energie auf. Weil ReRAM-Speicherelemente nicht nur die binären Zustände "0" und "1" sondern auch Zwischenwerte einschreiben können, gelten sie auch als vielversprechender Ansatz für neuromorphe Schaltungen. Solche Schaltungen sind nach dem Vorbild der Nervenzellen im Gehirn als künstliches neuronales Netz aufgebaut und könnten die Lernvorgänge natürlicher Synapsen reproduzieren.
Wasers Arbeitsgruppe gelang es im Jahre 2006 den grundlegenden mikroskopischen Mechanismus aufzudecken, der hinter dem schon in den 1960er Jahren entdeckten physikalischen Effekts steht.
Inzwischen beschäftigen sich alle großen Halbleiterspeicherhersteller und Forschungsinstitute auf diesem Gebiet mit diesem Thema. Die Entwicklung von ReRAMs avancierte damit in den letzten Jahren zu einem der Megatrends in der Nanoelektronik. Rainer Waser und seine Mitarbeiter kooperieren heute unter anderem mit den Firmen Intel, Hewlett-Packard, Samsung und Toshiba. Ihre wissenschaftlichen Veröffentlichungen wurden bisher etwa 4.000 mal in anderen wissenschaftlichen Arbeiten zitiert, womit die Arbeitsgruppe die Zitationsstatistik auf dem Gebiet der ReRAM klar anführt.
Rainer Waser leitet den Bereich Elektronische Materialien am Peter Grünberg Institut des Forschungszentrums Jülich sowie das Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik II (IWE II) an der RWTH Aachen. Beide Einrichtungen sind Teil der JARA-Sektion Fundamentals of Future Information Technology“ (JARA-FIT).