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。

🔬 mesoscale physics

Magnetononlinear Hall effect from multigap topology in metal-organic frameworks

本論文は、非自明なオイラー類不変量によって特徴づけられる非アーベル多ギャップバンドトポロジーが、調整可能な二次元カゴメ金属有機構造体において観測可能な磁気非線形ホール効果を誘起することを示し、制御可能な磁気輸送測定を通じてこの未踏のトポロジカル相を実験的に検出する道筋を提供する。

Chun Wang Chau, Wojciech J. Jankowski, Bo Peng, Robert-Jan Slager2026-04-30
🔬 physics

Accelerating finite-element-based projector augmented-wave density functional theory calculations with scalable GPU-centric computational methods

本論文は、混合精度演算やチェビシェフフィルタ部分空間反復などのアルゴリズム的革新を活用して大規模かつ化学的に正確な密度汎関数理論シミュレーションにおいて顕著な高速化とエクサスケール対応性能を実現する、スケーラブルでGPU中心の有限要素法に基づく射影増強波(PAW-FE)法を提示する。

Kartick Ramakrishnan, Phani Motamarri2026-04-30
🔬 materials science

Implementation of the hybrid exchange-correlation functionals in the SIESTA code

本論文は、数値原子軌道のガウス関数近似表現を活用して、大幅に改善されたバンドギャップ予測を可能にする拡張系の大規模かつスケーラブルなシミュレーションを実現する、SIESTA コードにおけるハイブリッド交換相関汎関数の効率的かつ正確な実装を提示する。

Yann Pouillon, Bill Clintone Oyomo, James Sifuna, María Camarasa-Gómez, Xinming Qin, Carlos Beltrán, Fernando Gómez-Orti (…)2026-04-30
🔬 physics

Mixture of Experts Framework in Machine Learning Interatomic Potentials for Atomistic Simulations

本論文は、シミュレーション領域を空間的に分割し、界面における機械的不整合を解決するために共同学習戦略を採用するマルチフィデリティのエキスパート混合フレームワークを機械学習原子間ポテンシャルに導入するものであり、これにより標準的手法の2倍以上の計算速度で複雑な触媒系に対する高精度な精度を実現する。

Gabriel de Miranda Nascimento, Marc L. Descoteaux, Laura Zichi, Chuin Wei Tan, William C. Witt, Nicola Molinari, Sriteja (…)2026-04-30
🔬 materials science

First-Principles Study of Structural, Electronic, Thermal, and Optical Properties of Quasi-2D C2 N2 O Using GGA and HSE06

この第一原理研究は、準2次元C2N2O材料が、調整可能な間接バンドギャップと強い異方性光吸収を備えた熱的に安定した低熱伝導率半導体であることを明らかにし、これによりナノスケールの光電子デバイスおよび熱制御応用への有望な候補材料となることを示している。

Hemn. G. H, Nzar. R. Abdullah, Vidar Gudmundsson2026-04-30
🔬 materials science

Achieving Large Uniaxial and Homogeneous Strain in Two-Dimensional Materials

本論文は、さまざまな二次元材料において最大約 5.5% の精密かつ可逆的かつ均一な一軸ひずみ調整を可能にする高収率かつ多用途なひずみプラットフォームを提示するものであり、ひずみ強度、反復性、および極低温性能における従来の限界を克服すると同時に、ひずみ勾配の研究を促進する。

Yangchen He, Jessica Kienbaum, Wuzhang Fang, Hongrui Ma, Ying Wang, Ping Yuan, Daniel A. Rhodes2026-04-30
🔬 materials science

Negative magnetoresistance in strained α\alpha-Sn and α\alpha-SnGe films in an in-plane magnetic field

本研究は、面内磁場下でひずみを受けたα\alpha-Sn およびα\alpha-SnGe 薄膜において観測される負の磁気抵抗がカイラル異常仮説と矛盾することを示しており、この効果は代替的なメカニズムに起因することを示唆している。

Sunny Phan (Department of Physics and Astronomy, University of Cincinnati, Cincinnati, OH USA), Andrei Kogan (Department (…)2026-04-30
🌀 nonlinear sciences

Turing patterns on non-fluctuating surfaces under mechanical stresses

本論文は、メカニカルストレスをモデル化するためにファイネスル幾何学を用いて非揺動格子におけるチューリングパターンを数値的に検討し、これらの静的システムが揺動膜上で観察されるものと同様のストレス誘起パターン応答を示すことを実証する。

Fumitake Kato, Hiroshi Koibuchi, Madoka Nakayama, Sohei Tasaki, Tetsuya Uchimoto2026-04-30
🔬 materials science

Molecular Dynamics simulations of Al-Ti metallic alloy melts using a transferable machine-learning potential

本研究は、固体物性に基づいて訓練された転用可能な機械学習ポテンシャルが、さまざまな温度および組成における液体 Al-Ti 合金の構造的および動的特性を正確にシミュレートし、弱い化学的秩序と実験データとの強い一致を明らかにすることを検証した。

Yuna Kato, Jürgen Brillo, Dirk Holland-Moritz, Fan Yang, Thomas C. Hansen, Thomas Voigtmann, Linnea Heitmeier2026-04-30
🔬 materials science

Polaron Conductivity in α\alpha-Fe2O3 Quenched by Adsorbed NO2

本研究はDFT+U 計算を用いて、α\alpha-Fe2O3 表面への NO2 吸着が表面から電子を奪うことによりポラロン媒介伝導を抑制することを示し、これによって酸化性ガスに曝露されたヘマタイトベースのガスセンサーで観測される抵抗の増加に対する微視的な説明を提供する。

Tushar K. Ghosh, Elvar Ö. Jónsson, Stephan Steinhauer, Panagiotis Grammatikopoulos, Hannes Jónsson2026-04-30