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。

🔬 物理学

Ammonium thiocyanate enables in-situ structural templating of MAPbI3 via quasi-2D perovskite scaffold

本研究は、チオシアン酸アンモニウムが、2D層を通じた電荷輸送を促進することによってではなく、準2D相の形成を速度論的に制御することで、高度に秩序化された3Dペロブスカイト結晶の成長を構造的にテンプレート化する格子整合した足場を形成することにより、MAPbI₃ペロブスカイト太陽電池の性能を向上させることを明らかにしている。

Sophie Tucker, Isaac Metcalf, Rachel C. Kilbride, Elena J. Cassella, Jessica H. Persaud, Faiz Mandani, Niranjana Raj, Ma (…)2026-10-30
🔬 物理学

Steering interfacial molecular structures by substrate-molecule charge transfer

本研究は、Ag(111)上におけるC60C_{60}とZn-TAPPの混合ストライプ相が、基板から分子への電荷移動を促進し、クーロン反発を低減させることでアセンブリを安定化させ、それによって自己組織化単分子膜における調整された界面電子特性を設計するための戦略を提供するものであることを示している。

Benjamin Achatz, Matthias Zeilerbauer, Marco Thaler, Milan Ončák, Shadi Fatayer, Laerte L. Patera2026-10-30
🔬 物理学

Observation of light-induced topological state in graphene

円偏光円二色性時間分解極端紫外光運動量顕微鏡法と第一原理理論を組み合わせることで、本研究は、ポンプ光のヘリシティに依存する光電子円二色性によって特徴付けられる、トポロジカルな擬スピンテクスチャおよびベリー曲率の形成を裏付ける、グラフェンにおける光誘起フロケ・チェルン絶縁体状態の直接的な分光学的証拠を提供する。

Sotirios Fragkos, Ann Chantal Goutier, Umberto Dellasette, Dominique Descamps, Stéphane Petit, Wiebke Bennecke, Philip H (…)2026-10-30
🔬 物理学

Distilling Large-Scale Machine Learning Interatomic Potentials to Predict Long-Timescale Electrolyte Transport Properties

本論文は、大規模な機械学習原子間ポテンシャルの量子力学的な精度を、大幅に高速なシステム特異的モデルへと転移させる知識蒸留の手法を導入するものであり、これにより、実験データと一致し、かつ古典的な力場を凌駕する、長時間の電解質輸送特性の効率的な予測が可能となる。

Ishan Amin, Yue Jian, Nitesh Kumar, Christine Zhang, Jianwei Lai, Casey S. Mezerkor, Aaron M. Melemed, Jonathan R. Thurs (…)2026-10-30
🔬 物理学

Predicting unstable planar fault energies in multicomponent alloys from pure elemental components

本研究は、合金のせん断弾性率とバーガースベクトルの積と、その構成元素の組成加重平均との間に強い線形相関を確立することにより、多成分合金の不安定平面欠陥エネルギーが、それらを構成する純粋な元素から効果的に予測可能であることを示しており、これは金属間化合物における系統的な偏差はあるものの、計算効率の高いスクリーニング手法を提供するものである。

C Tang, J Liu, J Yi, M R Barnett2026-10-30
🔬 物理学

Lone-Pair Stereoactivity Overrides Mass Scaling of Thermal Expansion and Heat Conduction in Non-vander Waals Layered Bismuth Oxychalcogenides

本研究は、層状ビスマスオキシカルコゲナイド(Bi2O2X)において、熱膨張および熱伝導を支配する主要な要因はカルコゲン陰イオンの質量ではなくBi3+孤立電子対の立体化学的活性であり、それが特異な異方性を生じさせ、さらにBi2O2Seがナノスケールトランジスタにおける熱応力を最小限に抑えるための最適な材料であることを明らかにしている。

Linzhen Li, Guangwu Zhang, Ziyan Qian, Wei Jing, Yang Lu, Jiaqi Gu, Kaifeng Huang, Yanguang Zhou, Qiye Zheng2026-10-30
🔬 物理学

The End of Chaos at the Ideal Glass Transition

本研究は、理想的なガラス転移が決定論的カオスの消失に対応することを確立し、最大リアプノフ指数がカウズマン温度からの温度差の平方根と配置エントロピーの両方に比例してスケールすることを示し、それによってガラス形成に関する熱力学的、動的、および幾何学的な視点を統一するものである。

Zi-Long Wang, Jack F. Douglas, Matteo Baggioli, Zhao-Yan Sun, Wen-Sheng Xu2026-10-30
🔬 物理学

Development and application of a machine learning potential for diamond surfaces and their sliding interfaces with silicon nitride and silica: effect of passivation, orientation and load

本研究は、第一原理手法を超えるスケールでダイヤモンドの窒化ケイ素およびシリカに対する摺動をシミュレートするための反応性機械学習ポテンシャルを開発し、表面のパッシベーション、配向、および荷重が、いかにして異なるせん断レジームを通じて界面結合と摩擦を支配するかを明らかにしている。

Enrico Pedretti, Maria Clelia Righi2026-10-30
🔬 物理学

Learning Between the Lines: Interaction Interpolation in a Multi Element Machine Learning Interatomic Potential

本論文は、段階的な能動学習アプローチを通じて、単一元素および二元系組成の訓練データのみを用いて未知の高次合金系や新元素への転移性を実現した、12種類の金属元素に対する軽量かつ汎用的な機械学習原子間ポテンシャルを提示するものである。

Ademola Soyemi, Kipton Barros, Timothy C. Germann, Benjamin T. Nebgen, Brenden W. Hamilton2026-10-30
🔬 物理学

Multiscale evaluation of the elastic response of polycrystalline NiAl using molecular statics, EBSD-based finite element and analytical homogenization methods

本論文は、多結晶NiAlの弾性定数を正確に予測するために、分子静力学、EBSDに基づく有限要素モデリング、および解析的均質化を組み合わせたマルチスケールフレームワークを提示しており、特にハシン・シュトリック境界および自己整合近似を用いた場合に、数値シミュレーションと実験結果との間で優れた一致を示すことを実証している。

Szymon Nosewicz, Marcin Maździarz, Paweł Hołobut, Witold Chromiński, Katarzyna Kowalczyk-Gajewska, Grzegorz Jurczak2026-10-30