金属の中で“分子”が組み替わる－化学結合・金属性・磁性が連動する新しい電子状態を発見－〔岡山大学, 北里大学, 総合科学研究機構, J-PARCセンター〕

2026（令和8）年 9月 13日
国立大学法人岡山大学

https://www.okayama-u.ac.jp/

＜発表のポイント＞

• バナジウム原子が分子のように結び付く状態が、温度低下に伴って二段階に変化する現象を発見しました。

• すべての状態で金属のままですが、電子の磁気的な応答は各段階で大きく異なることを示しました。

• 従来の分子形成物質とは異なり、異なる結合状態の競合が金属・磁性と絡み合うことを示しました。

◆概 要

　国立大学法人岡山大学（本部：岡山市北区、学長：那須保友）学術研究院環境生命自然科学学域の小島慶太助教、片山尚幸教授、千葉大学大学院理学研究院、北里大学理学部、総合科学研究機構（CROSS）中性子科学センターおよび中性子産業利用推進センターの共同研究グループは、SPring-81)やJ-PARC2)などの大型施設を用いた研究により、層状無機化合物Li0.5VS2（リチウムバナジウム硫化物）において、金属の中でバナジウム原子どうしが「分子」のように結びつき、その結びつき方が温度によって二段階に変化することを明らかにしました。

　通常、原子が強く結びつくと電子は動きにくくなりますが、本物質では結合の形が変わっても金属状態を保ち、磁気的な性質も大きく変化しました。

　本研究成果は、化学結合、金属性、磁性が互いに影響し合う新しい電子状態を示すもので、2026年8月24日に米国化学会誌「Chemistry of Materials」に掲載されました。

　今後、組成や圧力などによって原子間結合を制御することで、新しい量子材料の探索につながることが期待されます。

図. 磁化率（青）と電気抵抗率（赤）の温度依存性。

◆小島慶太助教からのひとこと

　学生時代から足かけ8年、この物質が示す複雑な磁性と原子配置の変化を追ってきました。今回、不安定な原子間結合の組み替わりが多様な金属状態を生むことを明らかにしました。今後は、この結合を制御し、新しい物性や機能の開拓につなげたいと考えています。

◆論文情報
　論文名：Competing Electron-Deficient σ-Bond Configurations across Successive Structural Transitions in Li0.5VS2
　著者：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

◆研究資金
　本研究は、日本学術振興会（JSPS）科学研究費助成事業（課題番号：JP17K17793、JP20H01849、JP20H02604、JP21K18599、JP21J21236、JP22KJ1521、JP23H04104、JP23K03286、JP24H01620、JP24K01329、JP26H00590、JP26H00599、JP26K00019、JP26K00023、JP26K07021、JP26K17087）および科学技術振興機構（JST）共創の場形成支援プログラム（COI-NEXT、課題番号：JPMJPF2221）の支援を受けて実施しました。

◆詳しい研究内容について
　金属の中で“分子”が組み替わる－化学結合・金属性・磁性が連動する新しい電子状態を発見－

　https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r8/press20260824-1.pdf

◆参 考

・岡山大学 理学部

　https://www.science.okayama-u.ac.jp/index.html

・岡山大学 理学部 物理学科

　https://www.physics.okayama-u.ac.jp/

・岡山大学 学術研究院 環境生命自然科学学域（理）片山研究室

　https://sites.google.com/view/katayama-jp/%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%83%A0?authuser=0

岡山大学津島キャンパス（岡山市北区）

◆本件お問い合わせ先

＜研究に関すること＞
　岡山大学 学術研究院 環境生命自然科学学域（理）助教　小島慶太

　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中3-1-1 岡山大学津島キャンパス

　TEL：[phone]

　https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id1599.html

＜報道に関すること＞
　岡山大学 総務部 広報課

　TEL：[phone]

　学校法人北里研究所 広報室
　TEL：[phone]

　総合科学研究機構 中性子科学センター 利用推進部 広報担当
　TEL：[phone]

　J-PARCセンター 広報セクション
　TEL：[phone]

＜岡山大学病院との連携等に関する件（製薬・医療機器企業関係者の方）＞
　岡山大学病院 新医療研究開発センター
　〒700-8558 岡山県岡山市北区鹿田町2-5-1
　下記URLより該当する案件についてお問い合わせください
　http://shin-iryo.hospital.okayama-u.ac.jp/ph_company/

＜岡山大学病院との連携等に関する件（医療関係者・研究者の方）＞
　岡山大学病院 研究推進課 産学官連携推進担当
　〒700-8558 岡山県岡山市北区鹿田町2-5-1
　TEL：[phone]
　E-mail：ouh-csnw◎adm.okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　http://shin-iryo.hospital.okayama-u.ac.jp/medical/

＜岡山大学の産学官連携などに関するお問い合わせ先＞
　岡山大学研究・イノベーション共創機構 産学官連携本部
　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1　岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　TEL：[phone]
　E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/

＜岡山大学の研究機器共用（コアファシリティ）などに関するお問い合わせ先＞
　岡山大学研究機器の共用の体制・整備等の強化促進に関するタスクフォース（略称：チーム共用）
　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　TEL：[phone]
　FAX：[phone]
　E-mail：cfp◎okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　https://corefacility-potal.fsp.okayama-u.ac.jp/

＜岡山大学のスタートアップ・ベンチャーなどに関するお問い合わせ先＞

　岡山大学研究・イノベーション共創機構 スタートアップ・ベンチャー創出本部

　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　E-mail：start-up1◎adm.okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい

　https://venture.okayama-u.ac.jp/

　岡山大学メディア「OTD」（アプリ）：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000011.000072793.html
　岡山大学メディア「OTD」（ウェブ）：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000215.000072793.html

　岡山大学オリジナルグッズ Online Shop：https://okadaigoods.official.ec/

　岡山大学統合報告書2025：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000003715.000072793.html
　岡山大学SDGsホームページ：https://sdgs.okayama-u.ac.jp/
　岡山大学SDGs～地域社会の持続可能性を考える（YouTube）：https://youtu.be/Qdqjy4mw4ik
　岡山大学Image Movie (YouTube)：https://youtu.be/pKMHm4XJLtw

　岡山大学地域中核・特色ある研究大学強化促進事業（J-PEAKS）：https://j-peaks.orsd.okayama-u.ac.jp/

　産学共創活動「岡山大学オープンイノベーションチャレンジ」2026年4月期共創活動パートナー募集中：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000003912.000072793.html

　設置費・保守費・修理費・撤去費が不要なお得な研究機器レンタル・リース『SXプラットフォーム』

　https://sxplatform.jp/

国立大学法人岡山大学は、国連の「持続可能な開発目標（SDGs）」を支援しています。また、政府の第1回「ジャパンSDGsアワード」特別賞を受賞しています。地域中核・特色ある研究大学として共育共創を進める岡山大学にご期待ください

• 岡山大学 文部科学省「地域中核・特色ある研究大学強化促進事業（J-PEAKS）」に採択～地域と地球の未来を共創し、世界の革新の中核となる研究大学：岡山大学の実現を加速とともに世界に誇れる我が国の研究大学の山脈を築く～

  https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001935.000072793.html