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（図a）。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（図b）。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。
　本研究成果は、2022年9月15日（英国夏時間）に英国科学誌「Nature Communications」のオンライン版に掲載されました。

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• 大阪大学大学院理学研究科物理学専攻物性理論研究室（越野研）

〈共同リリース機関HP〉

• 東京大学
  https://www.k.u-tokyo.ac.jp/information/category/press/9614.html
• 国立研究開発法人　科学技術振興機構
  https://www.tus.ac.jp/today/archive/20220802_0809.html
• 理化学研究所
  https://www.riken.jp/press/2022/20220802_1/index.html