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【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　助教　山本孟

【発表のポイント】

• イルメナイト型构造^（注１）をもつバナジン酸マグネシウムにおいて、隣接するバナジウムイオン间に新たな化学结合が形成される二量体化^（注２）を発见しました。
• 放射光齿线回折実験^（注３）により、加热?冷却で二量体が形成?消失する様子を観测しました。
• 加熱に伴って 二量体状態（固体） ? バレンスボンドリキッド^（注４）（液体） ? 金属（気体）と、物質の三態に相当する電子状態が存在することを見出しました。

【概要】

金属酸化物などの化合物における磁性は、多くの场合、それぞれ孤立した金属イオンや阴イオン间の相互作用で説明できます。しかし一部の物质では、金属イオン间で形成される化学结合によって、この描像が成り立たなくなります。近年、金属イオン间の化学结合には二量体のほか、叁量体や四量体などの多量体といったさまざまな状态があることが分かり、広く研究が进められています。

バナジン酸マグネシウムは約半世紀前に発見された物質ですが、その化学結合状態はこれまで不明でした。东北大学多元物质科学研究所 山本孟助教、上山幸子大学院生（大学院理学研究科物理学専攻）、木村宏之教授らの研究グループは、イルメナイト型酸化物バナジン酸マグネシウム（MgVO₃）において、蜂の巣（ハニカム）格子上で特徴的な幾何学的配置を持って、隣接するバナジウムイオンが二量体化（化学結合の形成）することを発见しました。さらに放射光X線回折測定と物性測定を行ったところ、加熱に伴い 二量体状態（固体） ? バレンスボンドリキッド（液体） ? 金属（気体）と、物質の三態に相当する電子状態が存在することを見出しました。

同研究グループには他に、大阪府立大学 山田幾也教授が参加しました。本成果は2021年12月17日（米国時間）に、化学分野で最も権威のある論文誌の1つ、米国化学会誌でオンライン公開されました。本論文はFront Cover Artにも選ばれました。

【用语解説】

注1．イルメナイト型构造：化学式ABO₃で示される化合物において见られる结晶构造の一种。鉱物であるイルメナイト贵别罢颈翱₃に由来する。

注2．二量体化： ここでは、二つの原子が化学結合（共有結合）により一つにまとまる現象を指す。

注3．放射光齿线回折実験：結晶構造を調べる手法。放射光X線を試料に照射し、回折強度を測ることで原子の並び方や原子間の距離を決定する。この実験を行ったSPring-8は、理化学研究所が所有する兵庫県の播磨科学公園都市にある世界最高性能の放射光を生み出す大型放射光施設であり、利用者支援などはJASRIが行っている。SPring-8の名前はSuper Photon ring-8 GeVに由来。

注4．バレンスボンドリキッド：二量体（电子轨道）が液体のようにゆらいでいる状态。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
助教　山本 孟（やまもと はじめ）
电话：022-217-5355
E-mail：hajime.yamamoto.a2*tohoku.ac.jp （*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所 広報情報室
电话：022-217-5198
贰-尘补颈濒：辫谤别蝉蝉.迟补驳别苍*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）