二次元金属に「フェロバレー強磁性」を誘起することに成功

東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の松岡秀樹大学院生（研究当時、現在：理化学研究所創発物性科学研究センター創発デバイス研究チーム基礎科学特別研究員）、同研究科附属量子相エレクトロニクス研究センター・物理工学専攻の岩佐義宏教授（理化学研究所創発物性科学研究センター創発デバイス研究チーム　チームリーダー兼任）、中野匡規特任准教授（理化学研究所創発物性科学研究センター創発機能界面研究ユニットユニットリーダー兼任）の研究グループは、北海道大学大学院工学院・大学院工学研究院の羽部哲朗研究員（研究当時、現在：京都先端科学大学）および大阪大学大学院理学研究科の越野幹人教授と共同で、原子層数層からなる二次元金属NbSe₂と二次元強磁性体V₅Se₈を重ねた磁性ファンデルワールス（vdW）ヘテロ構造を作製することに成功しました。そして、実験と理論の比較から、このヘテロ構造の界面ではNbSe₂中の伝導電子のスピンとバレーの両方が自発的に分極した「フェロバレー強磁性」という新しい状態が形成されていることを明らかにしました。伝導電子のスピンが自発的に分極した強磁性状態は、多くの強磁性金属で実現されており、スピントロニクスへの応用が盛んに研究されています。今回、スピンに加えてバレーも自発的に分極したフェロバレー強磁性が実現されたことにより、従来のスピントロニクスだけでなく、電子のバレー自由度を情報担体として利用するバレートロニクスへの応用展開も期待されます。また、NbSe₂はもともと超伝導体であるため、極低温では超伝導とフェロバレー強磁性が結合した新奇量子相の発現が期待されます。

詳細は東京大学工学部のホームページをご覧ください。

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理化学研究所 広報室 報道担当
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