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。

🔬 materials science

Response-function-optimized phase field modeling of solute trapping and solute drag in rapid alloy solidification

本論文は、界面拡散率を調整可能なパラメータとして扱うことで、ターゲットとなる鋭い界面の応答関数を希薄合金シミュレーションに組み込む、フェーズフィールドモデリングのための最適化に基づくキャリブレーション戦略を紹介するものであり、これにより、急速凝固する多成分合金における溶質捕捉、溶質引きずり効果、およびそれに伴う微細構造の変化の正確な定量的予測を可能にする。

Joni Kaipainen, Tatu Pinomaa, Nikolas Provatas2026-07-21
🔬 mesoscale physics

Symmetry-isolated magnetoelectric electro-optic effects in noncentrosymmetric metals

本論文は、ベリー曲率ダイポールおよびジャイロトロピック磁気テンソルが対称性によって消失する非中心対称金属における11の空間群を特定し、G\mathbf{G} テンソルによって駆動される磁気電気電気光学効果を孤立させ、その独特な円二色性のシグネチャを他の光学応答から区別するための斜入射実験幾何学を提案するものである。

C. O. Ascencio, D. J. P. de Sousa, Seungjun Lee, Tony Low2026-07-21
🔬 materials science

Non-equilibrium Effects in Vibrational Modes Pumped by Inelastic Tunneling

研究者らは、強相関酸化物であるPdCrO2のPd終端表面への水素吸着に対して非弾性電子トンネル顕微鏡法を用いることで、局在振動モードが異常に長い寿命と明確な非平衡シグネチャーを示すことを実証したが、この現象は基板の特異な性質に起因するとされている。

Chi Ming Yim, Owain T. Beynon, Seunghyun Khim, Chiara Gattinoni, Peter Wahl2026-07-21
🔬 materials science

Fitting the topology of synthetic particle systems with a novel graph representation

本論文は、パーシステントホモロジーを通じて粒子系のトポロジーを計算効率的にフィッティングすることを可能にする新しいグラフベースの表現を導入しており、それによって、主要な形態学的特性を維持しつつ、合成3D画像と実材料との構造的およびトポロジー的な一致を向上させている。

Martin Alexander Memmesheimer, Claudia Redenbach2026-07-21
🔬 materials science

d-band filling dictates magnetic stability in Mn- and Co-substituted FeRh alloys

第一原理計算によれば、MnおよびCoを置換したFeRh合金において、ddバンドの充填が磁気安定性の主要な制御パラメータであることが明らかになっており、Mnによるホール注入は競合する交換相互作用を介して遍歴磁気的な軟磁性を誘起する一方で、Coによる電子注入は多数スピン側の擬ギャップ内におけるフェルミ準位のピン止めを通じて強磁性を安定化させることにより、磁気硬化剤として機能する。

Greeshma R, Rudra Banerjee2026-07-21
🔬 materials science

Informatics Modeling of High Tg Polymers: Assessing the Role of Processing versus Chemistry

本研究は、加工パラメータを組み込むことで高分子のガラス転移温度(Tg)を予測する機械学習モデルを拡張し、分子のトポロジーと化学構造がTgの主要な要因である一方で、強い分子間相互作用を持つ高分子においては加工条件が偏差に大きく影響することを明らかにしている。

Qinrui Liu, Scott R. Broderick2026-07-21
🔬 materials science

Spin-phonon interaction in a symmetry-enforced spin-polarized state

本研究は、g型アルター磁性体CoNb4Se8における代替的なスピン-フォノン結合メカニズムを明らかにしており、従来の磁気秩序ではなく、対称性によって強制されたスピン偏極がスピン軌道相互作用を通じて格子力学を駆動していることを示している。

Suman Kalyan Pradhan, Dayal Das, Shubham Patel, Subhajit Mahapatra, Sachin Majee, Dibyendu Majee, Arnab Bera, Achintya S (…)2026-07-21
🔬 materials science

DFT+U+V is equivalent to DFT+U with density-dependent hybridized projectors

本論文は、サイト間DFT+V補正が、密度依存的でハイブリッド化されたプロジェクターに対して適用されるオンサイトDFT+Uと形式的に等価であることを示し、それによって、Vがいかにして電荷の過剰な局在化を緩和し、局在電子を持つ材料における共有結合性を保持するかという点に対する厳密な正当付けを与えるものである。

Edward Linscott, Alberto Carta, Nicola Marzari2026-07-21
🔬 materials science

Correcting DFT formation energies towards experimental accuracy using foundational MLIPs and latent-feature delta-learning

本論文は、実験に焦点を当てたMC3Dデータベースを提示し、基礎的な機械学習原子間ポテンシャルと潜在特徴量を用いたデルタ学習を組み合わせることで、相対的な相安定性を維持しつつ、DFT形成エネルギーの誤差を実験の不確かさレベルまで大幅に補正できることを実証する。

Timo Reents, Marnik Bercx, Giovanni Pizzi2026-07-21
🔬 materials science

Study of ordering in (MoCrTi)100x_{100-x}Alx_x refractory high-entropy alloys using machine learning interatomic potential

本研究は、機械学習原子間ポテンシャルをハイブリッドモンテカルロ法および分子動力学シミュレーションと組み合わせることで、(MoCrTi)100x_{100-x}Alx_xリフラクトリー高エントロピー合金における化学的秩序化が、明確な温度依存的転移挙動を示し、硬い原子対の最適化された集団を通じて機械的剛性を著しく向上させることを明らかにし、合金設計への重要な知見を提供する。

Jiyao Zhang, Klemens Lechner, Markus Maßwohl, Petra Spoerk-Erdely, David Holec2026-07-21