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。

Freeform Spectrally Stable Topological Photonic Vortex Resonators

この論文は、ドメインウォールと点特異性という 2 つのトポロジカル概念を統合することで、任意の形状でスペクトル的に安定したゼロエネルギーモードを支持する自由形状のトポロジカルフォトニック渦共振器を実証し、位相変調のない光場の制御と任意の放射パターンを実現することを示しています。

Yuma Kawaguchi, Daria Smirnova, Filipp Komissarenko, Daria Kafeeva, Svetlana Kiriushechkina, Jeffery Allen, Monica Allen, Andrea Alù, Alexander Khanikaev2026-03-24🔬 physics.optics

SAM Molecular Stacking with Heterogeneous Orientationfor High-Performance Perovskite Photovoltaics

本研究は、溶液プロセスの課題を克服し、厚い熱蒸着 SAM 膜が分子配向の勾配を形成することで効率的な正孔輸送を実現し、高効率かつ大面積化可能なペロブスカイト太陽電池の開発に道を開いたことを示しています。

Lei Huang, Kai-Li Wang, Zhang Chen, Zhen-Huang, Saidjafar Murodzoda, Xin Chen, Jing Chen, Chun-Hao Chen, Yu Xia, Yu-Tong Yang, Jia-Cheng Li, Dilshod Nematov, Ilhan Yavuz, Zhao-Kui Wang2026-03-24🔬 cond-mat.mtrl-sci

olLOSC: Unified and efficient density functional approximation to correct delocalization error in molecules and periodic materials

この論文は、分子および周期的物質における密度汎関数近似の非局在化誤差(特にバンドギャップの過小評価)を、lrLOSC と同等の精度を維持しつつ軌道自由電子線形応答を用いて計算効率を大幅に向上させた統一的手法「olLOSC」を提案し、分子から材料、界面に至るまでロバストかつ効率的な DFT 応用への道を開くことを報告しています。

Yichen Fan, Jacob Z. Williams, Weitao Yang2026-03-24🔬 cond-mat.mtrl-sci

Molecular dynamics simulation of high slip flow of water confined between graphene nanochannels at experimentally accessible strain rates

本論文は、従来の非平衡分子動力学法では困難であった実験的せん断速度領域において、過渡時間相関関数法(TTCF)を用いてグラフェンナノチャネル内閉じ込め水のすべり長を初めて評価し、その結果が平衡分子動力学シミュレーションおよび実験とよく一致することを示した。

Carmelo Civello, Luca Maffioli, Edward Smith, James Ewen, Peter Daivis, Daniele Dini, Billy Todd2026-03-24🔬 cond-mat.mtrl-sci

A possible superconducting gap signature with filling temperature around 40 K in hexagonal iron telluride islands

この論文は、FeTe が通常は超伝導を示さないという通説を覆し、SrTiO3 基板上で成長させた原子レベルで平坦な六角格子の FeTe アイランドにおいて、STM 分光により 40 K 付近のギャップ充填温度を持つ超伝導ギャップに類似した構造を検出したことを報告しています。

Guanyang He, Yuxuan Lei, Tianheng Wei, Yanzhao Liu, Jian Wang2026-03-24🔬 cond-mat.mes-hall

Visualizing spin-polarization of an altermagnet KV2_2Se2_2O via spin-selective tunneling

本研究では、トポロジカル絶縁体先端を備えたスピン選択的走査型トンネル顕微鏡を用いて、金属性 d 波アルターマグネット KV2_2Se2_2O における対称性保護の運動量依存性スピン分裂を可視化し、正味の磁化を持たない対称性工学に基づくスピントロニクスへの新たな道筋を示しました。

Guofei Yang, Chuang Li, Chengwei Wang, Xudong Zhao, Yifan Wan, Hengrui Gui, Guoqing Zeng, Saizheng Cao, Chuqiao Hu, Dong Chen, Yu Liu, Yu Song, Fei Liu, Lun-Hui Hu, Lin Jiao, Huiqiu Yuan2026-03-24🔬 cond-mat.mtrl-sci

Ultra-high THz-field-confinement at LaAlO3 twin walls

本論文は、人工的な加工を施さずに、歪んだペロブスカイト LaAlO3 の双壁が自由空間波長の最大 260 分の 1 のナノスケールで広帯域の光を閉じ込め導く天然のプラットフォームとなり、中赤外域およびテラヘルツ波のナノフォトニクス回路への応用が可能であることを示しています。

Jakob Wetzel, Javier Taboada-Gutiérrez, Matthias Roeper, Felix G. Kaps, Giuliano Esposito, Drini Marchese, Robin Buschbeck, Pauline Lenz, John M. Klopf, Hans A. Bechtel, Stephanie N. Gilbert Corder, J (…)2026-03-24🔬 physics.optics

Adsorption energies and decomposition barrier heights for ethylene carbonate on the surface of lithium from cluster-based quantum chemistry

本論文は、リチウム金属表面におけるエチレンカーボネートの吸着エネルギーと分解反応の活性化エネルギーを、有限クラスターモデルを熱力学的極限に補正することで高精度な量子化学手法を用いて計算し、汎関数としてのωB97X-V の有用性を示すとともに、PBE などの一般化勾配近似汎関数の限界を明らかにしたものである。

Ethan A. Vo, Hung T. Vuong, Zachary K. Goldsmith, Hong-Zhou Ye, Yujing Wei, Sohang Kundu, Ardavan Farahvash, Garvit Agarwal, Richard A. Friesner, Timothy C. Berkelbach2026-03-24🔬 cond-mat.mtrl-sci

Decoupling Precipitation and Surface Complexation during Mn(II) Removal by Biochar via Experiments and Atomistic Simulations

本研究は、実験と原子規模シミュレーションを組み合わせることで、酸性条件下での Mn(II) 除去において、高温熱解炭が pH 上昇による沈殿を、低温熱解炭が表面錯体形成や陽イオン交換を主要なメカニズムとして担っていることを解明し、持続可能な水浄化に向けたバイオ炭の合理的設計指針を確立した。

Audrey Ngambia, Anastasiia Gavrilova, Haitao Huang, Zhuodong Lyu, Ondřej Mašek, Margaret Graham, Valentina Erastova2026-03-24🔬 cond-mat.mtrl-sci