京都大学と物質・材料研究機構は，わずか原⼦数層の薄さの⼆次元半導体と磁気層状物質を重ねたデバイスを作製し，磁性状態（スピンの向き）によるバルク光起電⼒の変化を観測した（ニュースリリース）。
従来の太陽光電池で⽤いられているp-n接合による光起電⼒効果は，その電圧および光電⼒変換効率に原理的な限界が存在している。これに対して量⼦⼒学的現象から⽣じるバルク光起電⼒効果には，そのような原理的な制約が存在せず次世代の太陽光電池応⽤に向けて注⽬を集める⼀⽅で，その現象の本質的な理解や探索は⼗分ではなかった。
研究グループは，これまで実験的に明確でなかった時間反転対称性が破れた状態におけるバルク光起電⼒効果を観測するために，⼆次元半導体である⼆硫化モリブデン（MoS2）と磁気層状物質である四硫化クロム燐（CrPS4）の⼈⼯ヘテロ構造デバイスを作製した。
この⼆つの物質は対称性が異なり，それらを重ねた界⾯において⼈⼯的に空間反転対称性が破れた状態が⽣じる。さらにこのデバイスに対して，温度と外部磁場を操作することで，時間反転対称性が破れた磁性状態による⾃発的光電流の振る舞いを調べた。
すると，スピンが交互に揃う磁性転移温度（反強磁性）以下の領域で急激な⾃発電流の変化を観測し，その変化はデバイスによって減少・増幅どちらの場合も観測できた。さらに，外部磁場によって積極的にスピンの向きを変えるなど磁性状態を変化させたところ，それに強く依存した⾃発電流が観測された。
これらの結果により，磁気注⼊電流と呼ばれる新たな光起電⼒効果を発⽣させ，なおかつ操作することが可能であることが⽰された。
研究グループは，この研究で磁気注⼊電流はシフト電流と共存することが⽰され，より効率的な太陽電池デバイスや磁場による光電変換効率の向上などに向けた活⽤が期待されるとしている。
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