材料科学と凝縮系物理学の境界領域は、私たちの日常を支える新しい物質の発見と設計を探求する分野です。ここで取り扱われる研究は、半導体から超伝導体まで、未来のエネルギーや電子機器の基盤となる材料の振る舞いを解明するものです。

Gist.Science は、arXiv に投稿されるこの分野の最新プレプリントをすべて収集し、専門用語に頼らない平易な解説と、詳細な技術的な要約の両方を提供しています。これにより、研究者だけでなく、一般の方でも最先端の知見にアクセスできるようになりました。

以下に、このカテゴリから厳選した最新の論文リストを掲載します。

Magnetic-field-induced corner states in quantum spin Hall insulators

本論文は、量子スピンホール絶縁体において磁場によって誘起されるコーナー状態が、必ずしも高次トポロジカル保護(バルク不変量)に依存するものではなく、有効エッジ理論における質量項の相対的な構成によって生じるインギャップ束縛状態として理解されることを示しています。

Sergey S. Krishtopenko, Frédéric Teppe2026-04-27🔬 cond-mat.mes-hall

Persistent Interfacial Topological Hall Effect Demonstrating Electrical Readout of Topological Spin Structures in Insulators

本論文は、絶縁体磁性体から重金属への磁気近接効果を通じて、絶縁体内の非共面的なスピン構造を電気的に検出できる「界面トポロジカルホール効果(ITHE)」を提案し、Pt/h-LuFeO3二層膜において高磁場下でも持続する極めて安定したトポロジカルな応答を実証したものです。

Jing Li, Huilin Lai, Andrew H. Comstock, Aeron McConnell, Bharat Giri, Yu Yun, Tianhao Zhao, Xiao Wang, Yongseong Choi, Xuemei Cheng, Jian Shen, Zhigang Jiang, Dali Sun, Wenbin Wang, Xiaoshan Xu2026-04-27🔬 cond-mat.mtrl-sci

Variational and field-theoretical approach to exciton-exciton interactions and biexcitons in semiconductors

本論文は、半導体におけるエキシトン(励起子)間の相互作用を、変分法と経路積分を用いた場の量子論的アプローチによって解明し、交換相互作用を含む有効ポテンシャルの導出や、二量体(ビエキシトン)形成の理論的基盤を提示したものです。

Peter A. Noordman, Lucas Maisel Licerán, Henk T. C. Stoof2026-04-27🔬 cond-mat.mes-hall

High-throughput, Non-Destructive, Three-Dimensional Imaging of GaN Threading Dislocations with in-Plane Burgers Vector Component via Phase-Contrast Microscopy

本論文は、位相差顕微鏡(PCM)を用いることで、GaN中の転位(特に面内バーガースベクトル成分を持つもの)を非破壊かつハイスループットに、さらに焦点位置をずらすことでその3次元的な伝播経路まで可視化できる手法を提案しています。

Yukari Ishiakwa, Ryo Hattori, Yongzhao Yao, Daiki Katsube, Koji Sato2026-04-27🔬 cond-mat.mtrl-sci

Carrier scattering considerations and thermoelectric power factors of half-Heuslers

本論文は、13種類のn型およびp型ハーフホイスラー合金を対象に、ボルツマン輸送方程式を用いて電子輸送特性を計算した結果、極性光学フォノン散乱(POP)とイオン化不純物散乱(IIS)が熱電出力因子(PF)を決定する支配的な要因であることを明らかにしています。

Rajeev Dutt, Bhawna Sahni, Yao Zhao, Yuji Go, Saff E Awal Akhtar, Ankit Kumar, Sumit Kukreti, Patrizio Graziosi, Zhen Li, Neophytos Neophytou2026-04-27🔬 cond-mat.mtrl-sci

Spin-polarized Energy Density Method from Spin-Density Functional Theory

本論文は、スピン密度汎関数理論に基づき、全エネルギーをスピン偏極したエネルギー密度関数へと分解・積分することで、磁性系の原子ごとのスピンエネルギーを定義・算出する新しい手法を提案し、VASPへの実装と磁性材料への適用例を示したものです。

Yang Dan (Department of Materials Science,Engineering, University of Illinois, Urbana-Champaign, Urbana, Illinois, USA), Dallas R. Trinkle (Department of Materials Science,Engineering, University of I (…)2026-04-27🔬 cond-mat.mtrl-sci

Tantalum Damascene Coplanar Waveguide Resonators Fabricated Using 300 mm Scale Processes

この論文は、超伝導量子デバイスの性能低下を招く表面酸化膜を低減するため、ダマシーンプロセスを用いてタンタルを埋め込み、金属と基板の界面を形成することで損失を抑制する手法を検討したものです。

Ekta Bhatia, Yingge Du, Krishna P Koirala, Chung Kow, Mingzhao Liu, Juan Macy, Tharanga R. Nanayakkara, Francisco Ponce, Satyavolu S. Papa Rao, Drew J. Rebar, Peter V. Sushko, Brent A VanDevender, Cho (…)2026-04-27⚛️ quant-ph

Enhanced Tantalum Superconducting Resonator Performance via All-Surface Organic Monolayer Passivation

本論文は、タンタルを用いた超伝導共振器の表面に有機単分子膜を形成するパッシベーション技術により、酸化膜の再生を抑制し、誘電損失(TLS)を低減させることで、コヒーレンス性能を大幅に向上させたことを報告しています。

Harsh Gupta, Moritz Singer, Benedikt Schoof, Anna Cattani-Scholz, Shreya Sharma, Luca Rommeis, Marc Tornow2026-04-27🔬 cond-mat.mtrl-sci