Missions

Développement d'un réfrigérateur à désaimantation nucléaire continue.
Les réfrigérateurs à dilution sans cryogène (« secs ») sont devenus populaires ces dernières années en raison de leur vaste espace expérimental, de leur fonctionnement automatisé et du coût de l'hélium. Les avantages des réfrigérateurs à dilution sèche
ont permis à une large communauté d'atteindre des températures aussi basses que ~10 mK. Cependant, plusieurs domaines de recherche nécessitent des températures encore plus basses. Par exemple, les tambours nanomécaniques ultra-cohérents, qui
pourraient être utilisés comme mémoires quantiques compactes, devraient atteindre des temps de cohérence d'une seconde après refroidissement en dessous de 1 mK.
Les températures inférieures au mK dans les systèmes de matière condensée sont atteintes à l'aide de réfrigérateurs à désaimantation nucléaire adiabatique (NDR), qui incluent généralement des bains d'hélium liquide et disposent d'un espace expérimental relativement restreint. Actuellement, ces systèmes ne fonctionnent pas en continu et doivent être remagnétisés à 10 mK.

Activités

Nous développons un réfrigérateur à désaimantation nucléaire continue (CNDR), qui permettrait aux chercheurs travaillant sur des températures ultra-basses de tirer pleinement parti de la technologie sans cryogène. Nous avons démontré les composants nécessaires à la construction d'un CNDR dans des publications récentes, notamment un interrupteur thermique à conductance thermique ultra-élevée (1) et un réfrigérant en aluminium à faible courant de Foucault (2). Ces innovations permettront d'atteindre une puissance de refroidissement (relativement) considérable de 40 nW à 0,6 mK.
Le/La candidat(e) contribuera à la démonstration du CNDR et à l'industrialisation du procédé de fabrication. Nous préparons actuellement la commercialisation du CNDR, éventuellement par la création d'une start-up.
1. J. Butterworth et al. Review of Scientific Instruments (2022) https://doi.org/10.1063/5.0079639
2. M. Raba et al. Phys. Rev. Applied (2024) https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.22.024027

Compétences

Niveau ingénieur de recherche entre 3 et 5 ans d'expérience. Une expertise dans un ou plusieurs des domaines suivants est souhaitable : câblage cryogénique, réfrigérateurs sans cryogène, réfrigérateurs à dilution, isolation vibratoire, mesure et traitement de données avec Python, stratégie commerciale, procédés industriels, physique des basses températures.

Contexte de travail

L'Institut Néel est un laboratoire de recherche en physique de la matière condensée du CNRS situé à Grenoble qui dispose d'un effectif de 450 personnes dont 175 chercheurs et chercheurs enseignants. Installée sur 20 000 m2, l'activité de recherche de l'Institut Néel est centrée sur la recherche fondamentale en physique de la matière condensée avec des incursions dans les domaines de la chimie, l'ingénierie et les sciences du vivant. L’Institut NEEL possède une expertise technologique du plus haut niveau fortement intriquée avec les projets de recherche. Son activité principalement expérimentale s’appuie sur de fortes compétences transversales en physique théorique analytique et numérique.
Equipe d'accueil: Ultra-basses températures du MCBT-Institut Néel

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Les principaux risques sont liés aux fluides cryogéniques.