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。

A Decade of Generative Adversarial Networks for Porous Material Reconstruction

この論文は、2017 年から 2026 年にかけて発表された 96 件の論文を分析し、多孔質材料のデジタル再構成における生成敵対的ネットワーク(GAN)の進歩、6 つのアーキテクチャ分類、および性能向上と残る課題を体系的にレビューしたものである。

Ali Sadeghkhani, Brandon Bennett, Masoud Babaei, Arash Rabbani2026-03-13🔬 cond-mat.mtrl-sci

Emergence of polar monoclinic phase in heterohalogen substituted CsGeX3_3

第一原理計算により、CsGeX3_3のハロゲン原子を異種で置換(2:1 配置)することで、室温で分極モノクローム相が出現し、分極が増大するとともにラシュバ効果や持続スピン配位を伴うスピン偏光半導体特性が誘起され、Datta-Das スピントランジスタへの応用が期待できることが示されました。

Sourabh Vairat, Balachandra G. Hegde, Brajesh Tiwari, Ravi Kashikar2026-03-13🔬 cond-mat.mtrl-sci

Symmetry-Driven Floquet Engineering in Multivalley SnS

この論文は、時間・偏光・角度分解極端紫外光電子分光法と第一原理計算を組み合わせることで、スズ硫化物(SnS)において駆動光の偏光と結晶軸の相対的な整列を制御することで、フロケ・ブロッホ状態の対称性(パリティ)を決定論的に操作し、偏光およびバレー選択的なバンド再正化を実現する手法を確立したことを報告しています。

Sotirios Fragkos, Benshu Fan, Umberto De Giovannini, Dominique Descamps, Stéphane Petit, Hannes Hübener, Angel Rubio, Samuel Beaulieu2026-03-13🔬 cond-mat.mtrl-sci

RASP: Reliability ab initio simulation package of MOSFETs based on all-state model

この論文は、アモルファス酸化膜中の欠陥のすべての状態と遷移経路を考慮した「全状態モデル」を実装し、第一原理計算に基づくパラメータを用いて MOSFET の信頼性劣化を高精度にシミュレーションするツール「RASP」を開発し、酸素空孔が負バイアス温度不安定性(NBTI)の無視できない原因であることを明らかにしたものである。

Xinjing Guo, Menglin Huang, Shiyou Chen2026-03-13🔬 cond-mat.mtrl-sci

Irradiation-induced amplification of electric fields at oxide interfaces as revealed by correlative DPC-STEM and DFT

本研究は、DFT 計算と DPC-STEM などの実験手法を組み合わせることで、照射が酸化物ヘテロ界面の電荷分離と電場を大幅に変調し、その方向を制御可能にすることを明らかにし、極限環境下での耐腐食性材料設計への新たな道筋を示しました。

Elizabeth A. Peterson, Dongye Liu, Sean H. Mills, Tiffany C. Kaspar, Hyosim Kim, Yongqiang Wang, Blas P. Uberuaga, Andrew M. Minor2026-03-13🔬 cond-mat.mtrl-sci

Raman relaxation in Yb(III) molecular qubits: non-trivial correlations between spin-phonon coupling and molecular structure

Yb(III) 分子量子ビットにおけるスピン - 格子緩和を支配するラマン過程を第一原理計算で解明し、スピン - 格子結合と分子構造の関係が単純な磁気構造相関では説明できない非自明な性質を持つことを示し、将来の化学設計には予測的な第一原理フレームワークの必要性を提唱しています。

Giacomo Sansone, Lorenzo A. Mariano, Stefano Carretta, Paolo Santini, Alessandro Lunghi2026-03-13🔬 cond-mat.mtrl-sci

Observation of Iso-Symmetric Structural and Lifshitz Transitions in Quasi-one-dimensional CrNbSe5_5

本研究は、準一次元化合物 CrNbSe5_5において、対称性を破らずに局所結合の連続的な再編成を介して半導体と半金属の間を可逆的に制御する、圧力誘起の等対称性構造転移とリフシッツ転移を初めて観測したことを報告しています。

Mingyu Xu, Peng Cheng, Shuyuan Huyan, Wenli Bi, Su-Yang Xu, Sergey L. Bud'ko, Paul C. Canfield, Weiwei Xie2026-03-13🔬 cond-mat.mtrl-sci

Pressure-Induced Chemical Bonding Effects on Lattice and Magnetic Instabilities in Antiferromagnetic Insulating CaMn2_2Sb2_2

CaMn2_2Sb2_2に高圧を印加すると、約 5.4 GPa で体積収縮を伴う構造相転移と共鳴的に電子の非局在化が誘起され、不整合な磁気秩序へと変化する様子が、単結晶 X 線回折や中性子散乱などの手法を用いて解明された。

Matt Boswell, Antonio M. dos Santos, Mingyu Xu, Madalynn Marshall, Su-Yang Xu, Weiwei Xie2026-03-13🔬 cond-mat.mtrl-sci

Proof-Carrying Materials: Falsifiable Safety Certificates for Machine-Learned Interatomic Potentials

本論文は、単一の機械学習原子間ポテンシャルの信頼性不足を克服し、敵対的検証、ブートストラップ推定、Lean 4 による形式的証明の 3 段階プロセス「Proof-Carrying Materials」を導入することで、安定材料の発見率を 25% 向上させ、計算材料科学における安全性保証を実現する手法を提案しています。

Abhinaba Basu, Pavan Chakraborty2026-03-13🔬 cond-mat.mtrl-sci

A blended approach for evolving phase fields using peridynamics: Cyclic loading in quasi-brittle fracture

この論文は、塑性変形と損傷に伴う弾性係数の低下を考慮した新しい二点履歴依存型位相場モデルを非局所的な構成則と組み合わせることで、準脆性材料の疲労破壊や損傷を熱力学法則に則って予測するメッシュフリー手法を提案し、コンクリートの三点曲げ試験など実験結果と定量的・定性的に一致する結果を示したものである。

Hayden Bromley, Robert Lipton2026-03-13🔬 cond-mat.mtrl-sci