冈山大学
北里大学
综合科学研究机构
J PARC中心
◆发布要点
- 发现钒原子形成类分子结合的状态，会随温度降低分两阶段变化。
- 材料全程维持金属特性，但电子的磁响应在各个转变阶段表现出显著差异。
- 不同于传统分子形成材料，该体系中不同成键状态相互竞争，并与金属性、磁性深度耦合。
由冈山大学学术研究院环境生命自然科学学域小岛庆太助教、片山尚幸教授，千叶大学研究生院理学研究院、北里大学理学部、综合科学研究机构（CROSS）中子科学中心、中子产业利用推进中心组成的联合研究团队，利用 SPring 8¹）、J PARC²）等大型科研设施开展研究，在层状无机化合物Li0.5VS2（锂钒硫化物）中发现：金属体系内部钒原子之间会形成类似“分子”的结合状态，且该结合方式随温度分两阶段变化。
一般情况下，原子形成强化学键后，电子的迁移能力会下降；但该物质即便成键模式发生改变，依旧保持金属态，同时磁性也产生大幅变化。该研究成果揭示了化学键、金属性、磁性相互作用的新型电子态，论文已于8月24日发表于美国化学会期刊《Chemistry of Materials》。今后有望通过调整组成、施加压力等手段调控原子间化学键，助力新型量子材料的开发。
◆研究者寄语
| 从我学生时代算起，历时8年，一直在追踪该物质复杂的磁性与原子排布的变化规律。本次研究证实，不稳定的原子间化学键重组，可以产生多种不同的金属态。未来我们希望能够实现对这类化学键的调控，以此发掘全新的材料物性与功能。 |  小岛助教 |
■论文信息
论文名：Competing Electron-Deficient σ-Bond Configurations across Successive Structural Transitions in Li0.5VS2
期刊：Keita Kojima, Shunsuke Yamamoto, Koudai Sugimoto, Kazuki Iida, Toru Ishigaki, Yukinori Ohta, and Naoyuki Katayama
掲載誌：Chemistry of Materials
DOI：10.1021/acs.chemmater.6c01358
URL：https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6c01358
■研究经费
本研究获得日本学术振兴会（JSPS）科研费资助事业（课题编号：JP17K17793、JP20H01849、JP20H02604、JP21K18599、JP21J21236、JP22KJ1521、JP23H04104、JP23K03286、JP24H01620、JP24K01329、JP26H00590、JP26H00599、JP26K00019、JP26K00023、JP26K07021、JP26K17087），以及日本科学技术振兴机构（JST）共创基地形成支援项目（COI NEXT，课题编号：JPMJPF2221）的资助开展。
＜详细研究内容＞
金属内部“分子”发生重组——发现化学键、金属性、磁性相互耦合的全新电子态
＜联系方式＞
＜关于研究＞
冈山大学学术研究院环境生命自然科学学域
助教 小岛庆太
（TEL）086-251-7821
＜关于报道＞
冈山大学总务部宣传课
（TEL）086-251-7292
学校法人北里研究所 宣传室
（TEL）03-5791-6422
综合科学研究机构 中子科学中心利用推进部宣传担当
（TEL）029-219-5300
J-PARC中心宣传部门
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