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

Polarizable Embedding QM/MM for Periodic Systems

本論文は、DFT と多極子に基づく水モデルを結合し、慎重に調整された遠方場展開と短距離減衰関数を利用することで、分子動力学シミュレーションにおける滑らかな遷移を確保しつつ QM レベルの精度を達成する、周期系向けの一般的な分極性埋め込み QM/MM 手法を提示する。

Julian Bessner, Anoop Ajaya Kumar Nair, Magnus Andreas Hilduberg Christiansen, Timo Jacob, Hannes Jónsson, Elvar Örn Jón (…)2026-05-12
🔢 mathematics

Families of planar lattices with arbitrarily high TcT_{\rm c} for the ferromagnetic Ising model

本論文は、最大結合数が対数的にスケーリングする臨界温度TcT_{\rm c}を実現することを示し、そのような系に対してこの族が最適であると推測することで、強磁性イジングモデルに対して任意に高い臨界温度を達成するアポロニウス格子に特有の周期的平面格子の族を構築する。

Davidson Noby Joseph, Connor M. Walsh, Igor Boettcher2026-05-12
🔬 mesoscale physics

Orbital and Spin Nernst Effects in Monolayers of Transition Metal Dichalcogenides

本論文は、単層遷移金属ダイカルコゲナイドが軌道およびスピンネルンスト効果の両方を観測するための理想的なプラットフォームであることを示し、軌道ネルンスト効果はスピン軌道結合を伴わずに本質的に生じる一方、スピンネルンスト効果はそれに比例して増大し、両現象とも半導体 MoS2_2 におけるドーピングによって制御可能であり、金属 NbS2_2 においては本質的に存在することを明らかにする。

Saikat Saha, Arnab Bose, Sayantika Bhowal2026-05-12
🔬 materials science

A molecular perspective on coordination, screening, and emergent length scales in lithium electrolytes

本論文は、リチウム電解質における局所的な配位、中規模の組織、巨視的な輸送を結びつける統合的なマルチスケール枠組みを提案し、希薄限界を超えて濃度が増加するにつれて、これらの結合現象を同時に制御することが合理的な設計に不可欠であると論じている。

A. Coste, E. Zunzunegui-Bru, A. van Roekeghem, I. Skarmoutsos, S. Mossa2026-05-12
🔬 materials science

Ytterbium charge state and stabilization in the Ba(Ca)F2_2 host by electron paramagnetic resonance and infrared photoluminescence

本研究は、複数の特性評価手法を用いて BaF2_2および CaF2_2単結晶におけるイッテルビウムの取り込みを体系的に比較し、ホスト陽イオンの同一性が Yb2+^{2+}と Yb3+^{3+}の電荷状態間の安定化バランスを支配し、局所的な欠陥形成および光学特性を決定づけることを実証する。

David John, Shelja Sharma, Marius Stef, Gabriel Buse, Zdeněk Remeš, Anna Artemenko, Sergii Chertopalov, Vineet Sikarwar (…)2026-05-12
🔬 materials science

Non-homogeneous structure of complex concentrated alloys: Effect of intrinsic strain

本論文は、理論解析と実験的観察を通じて、複雑濃縮合金における原子の不均一な分布が引張ひずみ場と圧縮ひずみ場を相補することでシステム全体のエネルギーを低減することを示し、それによって熱力学的安定性を決定する上で局所的な化学的および構造的な不均質性が果たす決定的な役割を浮き彫りにしている。

Vaclav Paidar, Pavel Lejcek, Andrea Skolakova2026-05-12
🔬 materials science

Parabolic-growth universality and its nucleation-driven breakdown across lithium-battery anode chemistries

本論文は、リチウム電池のほとんどの負極化学において固体電解質界面(SEI)の成長が、拡散律速指数 1/2 を持つ普遍的な放物則に従うことを示す一方、無負極構成は核生成律速動力学に起因して指数が約 0.77 の超放物則で特異的に逸脱することを明らかにする。

Changdeuck Bae2026-05-12
🔬 materials science

Saddle-node bifurcation in interfacial morphology selects battery degradation phase

本論文は、界面形態における鞍点分岐が電池劣化を支配することを示す最小非線形常微分方程式モデルを提案し、無極板リチウムが臨界閾値付近に位置する安定性スペクトル上へ様々なアノード構成をマッピングすることで、普遍的な不安定性を予測し、主要な実験的傾向を検証するものである。

Changdeuck Bae2026-05-12
🔬 materials science

Strain-Enhanced Coherence in Curved hBN Quantum Emitters

本論文は、六方晶窒化ホウ素(hBN)フレークにおける熱誘起曲率が格子ひずみ勾配を形成し、フォノン結合を抑制することで、埋め込まれた単一光子放出体の室温におけるスペクトル純度とコヒーレンスを著しく向上させることを示す。

Eyal Shoham, Sukanta Nandi, Ayelet Teitelboim, Jeny Jose, Gil Atar, Ashwin Ramasubramaniam Tomer Lewi, Doron Naveh2026-05-12