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。

🔬 材料科学

Designing sustainable high-entropy alloys directly from mixed oxides: A thermodynamic perspective

本論文は、CoCrFeMnNi系混合酸化物の完全な金属化に必要とされる特定の組成、温度、およびH2_2/H2_2O比の条件を定義するCALPHADベースの熱力学的枠組みを提示しており、それによって水素還元による高エントロピー合金の持続可能な直接生産を可能にするものである。

Albert Linda, Shiv Shankar, Dierk Raabe2026-10-23
🔬 材料科学

Universal Synthesis of Large-Area Hybrid Perovskite Monolayers Enabling Lithography-Free, Low-Static-Power Optoelectronics

本論文は、従来の成長の限界を克服し、大面積単層ハイブリッドペロブスカイトの合成を可能にする普遍的な立体配座エンジニアリング三成分溶媒戦略を提示し、リソグラフィーを必要としない超低静止消費電力の光電子デバイスの作製を実現するものである。

Shankeerthan Kalyanasundaram, Swarit Dwivedi, Sanje Mahasivam, Christopher R. McNeill, Sudha Mokkapati2026-10-23
🔬 材料科学

From phase analysis to phase tracking: a robust approach to atomic-scale strain mapping

本論文は、標準的な幾何学的位相解析(GPA)の限界を克服するために逆空間におけるブラッグ反射を動的に追跡する堅牢な手法である幾何学的位相トラッキング解析(GPTA)を導入するものであり、これにより、多様な撮像条件や材料における原子スケールの歪みマッピングにおいて、失敗率を大幅に低減し精度を向上させる。

Ying Han, Yuan Tian2026-10-23
🔬 材料科学

How good are universal MLIPs for alloys? A benchmark is only as trustworthy as its controls

本論文は、14種類の普遍的な機械学習原子間ポテンシャルを独立したDFTデータベースに対してベンチマークすることで、参照データセット間の固有の不一致が根本的な誤差の底を形成していることを示し、多くの見かけ上のモデルの失敗が実際には一貫性のない訓練データの副産物であること、および適切な制御がエネルギーおよび安定性のランキングを大幅に改善することを明らかにしている。

Gus L. W. Hart, Jacob N. Pursley2026-10-23
🔬 メソスケール物理学

Chiral Cavity Vacua as Local Generators and Probes of Non-Abelian Kitaev Topology

本論文は、ジャイロトロピックな空洞真空が、キタエフ・ハニカムモデルの非アーベル・トポロジーを生成、プローブ、および空間的にプログラミングすることを可能にする普遍的なヘリシティ奇関数的相互作用を生み出し、それがキタエフの三スピン質量として作用することで、明確なバルク基準および局所基準を持つトポロジカル・アイランドやヘリシティ壁の形成を可能にすることを実証するものである。

Yu Zhang2026-10-23
⚛️ 量子物理学

Delta-Doped GeV−^- in diamond with isotope resolvable optical spectra

本論文は、CVD(化学気相成長)中のGeH4_4注入のタイミング制御により、歪みのないデルタドープされたゲルマニウム空孔(GeV−^-)中心をダイヤモンド中に決定論的に生成できることを示し、高い収率と、同位体分解能を持つスペクトルおよび長いスピンコヒーレンス時間を可能にする狭い光学線幅を実現している。

Ian N. Hammock (Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago, Chicago, USA), Kinfung Ngan (JILA and D (…)2026-10-23
🔬 材料科学

Microstructural Generative Inverse Models for Additive Manufacturing Digital Twins

本論文は、デノイジング拡散確率モデル(DDPM)が金属アディティブ・マニュファクチャリング用の高忠実度なデジタルツイン微細構造を確実に合成できること、および分類器フリー・ガイダンス・フレームワークを利用して複雑な逆問題を解決できることを実証しており、それによって統合計算材料工学(ICME)フレームワーク内における材料の適格性評価および認証を加速させるものである。

Pablo Luna Falcon, Jason Mayeur, Amirkoushyar Ziabari, Vincent Paquit, Patxi Fernandez-Zelaia2026-10-23
🔬 材料科学

Electronic Screening as a Design Lever in La-Doped BaTiO3_3: Coupled Polarization, Dielectric Response, and Optical Anisotropy

本研究は、密度汎関数理論を用いて、BaTiO3_3への12.5%のLaドープが、異方的な格子収縮と電子スクリーニングの強化を誘起することで、Tiのオフセンタリングを弱め、異常ボルン有効電荷を減少させ、かつ極性フォノンモードを硬化させ、それによって強誘電性と光学異方性を抑制することを実証するものである。

Sikandar Azam, Muhammad Fareed, Qaiser Rafiq, Jan Minar, Abed Alataway2026-10-23
🔬 材料科学

Transition-Metal Chalcogenide Nanowires: A First-Principles Study of Stability, Electronic Structure, and Mechanical Response

本研究は、密度汎関数理論および機械学習力場分子動力学を用いることで、サブナノメートル規模の遷移金属カルコゲナイドナノワイヤ(MoS、MoSe、MoTe、WS、WSe、およびWTe)が有限温度において動的に安定であり、化学組成や機械的変形によってさらに調整可能な、金属的挙動から半導体的挙動、および高いヤング率に至る調整可能な電子的・機械的特性を示すことを実証するものである。

Danilo de Araújo Moura, Flavio Bento de Oliveira, Andreia Luisa da Rosa2026-10-23