#QUSTEC Portrait : Des gènes de ver marin au magnétisme dans les champs micro-onde
« Ce que je préfère dans mon travail ici, c’est l’esprit libre de mes superviseurs », dit Daria Sostina, doctorante du programme QUSTEC à l’Institut des matériaux et technologies quantiques (IQMT) du Karlsruher Institut für Technologie (KIT). « Travailler avec le professeur Wernsdorfer et le Dr. Philip Willke est très différent – tout ici est beaucoup plus rapide et plus avancé qu’ailleurs. Ils font certaines choses en très peu de temps, alors que d’autres personnes auraient normalement besoin de plusieurs années ». Daria apprécie particulièrement la liberté qui lui est donnée pour son travail au KIT et le fait que le professeur Wernsdorfer et son superviseur Philip Willke sont ouverts à de nouvelles idées et possibilités. « Je ne suis pas seulement une technicienne qui aide les patrons à nettoyer les chambres à vide. Je peux participer activement et partager mes idées. », dit-elle. « J’apprécie vraiment cela. »
Elle est arrivée au KIT en mars 2020, juste au moment où la pandémie de coronavirus a frappé l’Allemagne. Pour autant, elle s’est sentie chaleureusement accueillie et la transition vers son nouveau poste s’est déroulée sans heurts. « Il m’a été très utile de connaître Philip grâce à un ancien séjour de recherche en Corée du Sud et de connaître déjà son domaine de recherche », explique Daria. Native de Russie, elle s’intéressait déjà aux sciences naturelles lorsqu’elle était à l’école, mais n’a pas commencé par la physique lors de son entrée à l’université en Russie. « Au début, je me suis intéressée à la biologie et j’ai travaillé dans le domaine de l’embryologie, notamment la recherche génétique sur les vers marins ». Mais elle a vite compris que la génétique n’était pas le sujet dans lequel elle aimerait investir le reste de sa carrière scientifique. « Il n’a pas fallu longtemps pour que je me tourne vers la physique », raconte-t-elle. « Les expériences sont beaucoup plus prévisibles et je préfère ça ! » Daria a commencé à travailler sur le magnétisme pendant ses études de licence et a étudié les isolateurs topologiques et le graphène aux sources de lumière synchrotron BESSY à Berlin et SLS à l’Institut Paul Scherrer en Suisse. Après un autre séjour de recherche en Corée, où Philip Willke travaillait en tant que post-doctorant, elle a obtenu son master à la source de lumière suisse SLS.
Son projet de recherche doctorale au KIT est prévu pour durer trois à quatre ans. Sa thèse de doctorat porte sur la conception de nouvelles techniques de contrôle et de manipulation de la dynamique d’aimantation de petits dispositifs magnétiques avec des champs micro-onde. « Ce que nous désignons par « petits dispositifs » est un seul atome ou une seule molécule magnétique. L’idée est d’utiliser la microscopie à effet tunnel (STM) pour manipuler ou déplacer cet unique atome à un endroit spécifique, puis de manipuler son état magnétique, également connu sous le nom de spin, en utilisant des champs de radiofréquences », explique Daria.
Dans ses recherches, elle utilise un très petit réfrigérateur mis au point par le professeur Wolfgang Wernsdorfer, pionnier des qubits moléculaires. Ce réfrigérateur est utilisé pour refroidir à des températures très basses, de moins de 20 mK, très proches du zéro absolu. « Un aimant vectoriel supraconducteur de notre fabrication nous permet d’appliquer un champ magnétique de quelques teslas dans n’importe quelle direction. C’est essentiel pour jouer avec les qubits de spin », explique le professeur Wernsdorfer.
Ce que Daria apprécie dans le programme QUSTEC, c’est que les doctorants en Allemagne, en France et en Suisse sont censés échanger sur leurs expériences. « J’ai travaillé dans tant de pays différents, l’orientation internationale du programme a été un aspect important pour motiver ma candidature. » Une partie du programme consiste en un séjour de recherche dans un autre pays Eucor (pour Daria, ce serait donc la Suisse ou la France) pour une période de six mois. « J’espère que la situation sanitaire le permettra bientôt. J’aimerais beaucoup aller au laboratoire de recherche d’IBM à Zurich. »
Il est important de rester ouvert à toutes les possibilités, estime Daria. « Mon conseil pour les autres étudiants est de prendre des initiatives, de s’informer, de demander aux gens s’ils ont connaissance de projets – c’est comme ça que j’ai appris pour QUSTEC. » Philip Willke confirme : « Nous avons souvent des projets intéressants, pour lesquels nous cherchons les bonnes personnes avec qui travailler. Il est étonnamment difficile de trouver des doctorants au profil approprié, en particulier des candidats internationaux ayant une expérience aussi vaste que Daria. Lorsque des personnes comme Daria prennent des initiatives et nous contactent, nous sommes plus qu’heureux. » Le professeur Wernsdorfer est convaincu que des programmes comme QUSTEC donnent lieu à une situation gagnant-gagnant pour les étudiants et les instituts de recherche. « Le programme QUSTEC est une très belle occasion d’attirer d’excellents étudiants étrangers, et Daria est l’une de mes meilleures étudiantes en ce moment », commente-t-il.
Pour Daria, les choses les plus importantes sont la flexibilité et l’engagement. « Sachez ce que vous voulez, tentez votre chance, restez flexible, et ne prenez ou ne restez à aucun poste. J’ai déménagé en Suisse alors que mon groupe à Saint-Pétersbourg était formidable, mais je voulais acquérir de nouvelles expériences. Lorsque mon poste en Suisse s’est avéré ne pas être le meilleur, j’ai guetté de nouvelles opportunités… et me voilà maintenant au KIT ! »