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

Native defects and erbium impurities in CaWO4

本研究は、CaWO4_4における固有欠陥およびエルビウム不純物のエネルギー、光学特性、および移動障壁を特徴づけるためにハイブリッド密度汎関数計算を採用し、酸素関連欠陥が光学遷移を駆動する一方、エルビウムの安定性と発光品質は、その電荷状態、錯体形成、およびアニールによる格子間原子の除去に依存することを明らかにした。

Minseok Choi, Mark E. Turiansky, BaiQing Zhao, Jeff D. Thompson, Chris G. Van de Walle2026-05-26
🔬 materials science

Edge Dislocation Mediated Anomalous Charge Transfer in Face Centered Cubic High Entropy Alloys

本研究は大規模な第一原理計算を用いて、面心立方高エントロピー合金における転位が、集団的な電気陰性度の等化と磁気体積揺らぎによって駆動される異常な電荷再分配を誘起することを明らかにし、これにより電子構造と局所的体積応答との間の重要な結合を確立し、将来の固溶強化モデルおよび合金設計戦略に資するものである。

Gautam Anand, Swarnava Ghosh, Suman Chabri, Markus Eisenbach2026-05-26
🔬 materials science

Exploring Multi-Transition-Metal NASICON Frameworks as High-Performance Cathodes for Sodium-Ion Batteries

本研究は密度汎関数理論を用いてナトリウムイオン電池向け 9 種の多遷移金属 NASICON 正極を体系的に調査し、混合金属骨格がナトリウムイオンの移動度と相安定性を向上させることを明らかにするとともに、実験的検証に向けた有望な高性能候補として Nax_xMnFe0.5_{0.5}Cr0.5_{0.5}(PO4_4)3_3を特定した。

Santosh Behara, Achinthya Krishna Bheemaguli, Gopalakrishnan Sai Gautam2026-05-26
🔬 materials science

Composition-Driven High-Entropy Alloys with Enhanced Magnetocaloric Properties

本研究は実験と第一原理計算を組み合わせることで、地殻に豊富に存在するFe-Ni-Co-Cr-Cu高エントロピー合金における銅含有量の調整がキュリー温度と磁熱性能を効果的に制御することを示し、特定の冷却用途向けにこれらの材料を最適化するための定量的設計指針を提供する。

Nishant Tiwari, Juan Rafael Gomez Quispe, Noorbasha Bhavani Sai, Saikat Talapatra, Pedro Alves Da Silva Autreto, Varun C (…)2026-05-26
🔬 materials science

Thermal PBE in warm dense matter: Does it matter and is it accurate?

本論文は、コーン・シャム密度汎関数理論において熱 Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) 汎関数を実装することが、エネルギー、力、圧力、および電荷密度に関する経路積分モンテカルロ基準データと一致する温かい高密度物質シミュレーションの精度を著しく向上させることを示しており、その際、計算コストはほとんど増加しない。

Kushal Ramakrishna, Mani Lokamani, Zhandos A. Moldabekov, Tobias Dornheim, Kieron Burke, Attila Cangi2026-05-26
🔬 materials science

Effects of Band Symmetry on Spin-Dependent Transport in Noncollinear Antiferromagnetic Tunnel Junctions

本研究は、Mn3NiN/LaAlO3/Mn3NiN 反強磁性トンネル接合が 2000% を超える極めて大きなトンネル磁気抵抗を示す一方で、この効果の具体的な大きさはスピン偏極のみならず、バンド対称性フィルタリングおよび軌道対称性の選択則によって決定的に支配されていることを示している。

Mohamed Elekhtiar, Ding-Fu Shao, Evgeny Y. Tsymbal2026-05-26
🔬 materials science

Three-Dimensional Atomic-Scale Structural Transformation in a SrTiO3 Grain Boundary

本研究は多スライス電子ピクトグラフィを用いて、SrTiO3 粒界の深さ依存性を有する 3 次元原子構造を解明し、局所的な化学的変動と原子変位によって駆動される対称構造と非対称構造との間の隠れた遷移を明らかにすることで、構造的不均一性が機能的特性と本質的に結びついていることを示した。

Xiaoyue Gao, Jiake Wei, Bo Han, Junpin Luo, Ruilin Mao, Xiaowen Zhang, Xiaomei Li, Ryo Ishikawa, Bin Feng, Naoya Shibata (…)2026-05-26
🔬 materials science

Experimental and computational diffusion analysis in Ni-X binary and Ni-Al-X (X = Cr, Mo, Ta, W, Re) ternary systems

本研究は、Ni-X 二元系および Ni-Al-X 三元系における拡散に関する包括的な実験的・計算的分析を提示し、主要な相互拡散係数はそれらの二元系対応物と比較可能なままである一方で、相互拡散効果がフラックスに著しく影響を与えることを明らかにし、かつ、全範囲にわたる組成依存性拡散を正確にモデル化するために第一原理計算と物理情報ニューラルネットワークを組み合わせる堅牢な枠組みを確立するものである。

Ankur Srivastava, Suman Sadhu, Satyam Kumar, Ujjval Bansal, Raju Ravi, Saswata Bhattacharyya, Gopalakrishnan Sai Gautam (…)2026-05-26
🔬 materials science

Disentangling the contributions of individual cations to magnetic order in a spinel high entropy oxide

この研究は元素固有のXMCD測定を用いて、反強磁性スピネル型高エントロピー酸化物における磁気転移がすべての陽イオンで同時に発生する一方で、個々の磁気モーメントの成長速度は結晶場充填と競合する交換経路に依存して著しく変動し、この格差は磁気フラストレーションを緩和するために非磁性置換によって軽減し得ることを明らかにする。

Mario Ulises González-Rivas, Chun-Fu Chang, Martin Bluschke, Jessica Freese, Peter Bencok, Ronny Sutarto, Teak D. Boyko (…)2026-05-26