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。

🔬 材料科学

High-throughput screening of Heusler alloys for thermoelectrics combining machine-learned densities of states and first-principles transport

本研究は、機械学習による状態密度と第一原理輸送計算を組み合わせることで、61種類の未報告材料を含む80個の有望な計算上の候補を効率的に特定しつつ、ニューラルネットワークによる予測はバンドギャップを見逃すことが多いものの、詳細な解析に向けた化合物の優先順位付けには有効であることを示し、ホイスラー熱電材料のためのハイスループットスクリーニングワークフローを検証するものである。

Shivam Randive, Rahul Dixit, Himanshu Pandey2026-10-15
🔬 材料科学

A Parameter-Free Reference Hamiltonian for Tight-Binding Vanadium Oxides

本論文は、中性原子の重ね合わせと完全なPBEポテンシャルから導出されることにより、標準的な二次の手法による大きな相殺誤差を克服し、エネルギー差と電荷応答において高い精度を達成するとともに、マグネリ相における対称性の破れには明示的な電子-格子相互作用またはスピン相関項が必要であることを明らかにする、バナジウム酸化物に対するパラメータフリーのタイトバインディング参照ハミルトニアンを導入するものである。

Jun-qiang Lu2026-10-15
🔬 材料科学

Collision Cascade Morphology and Defect Nucleation in Pure Tungsten and an Equimolar Refractory W-Ta-Cr-V Alloy

機械学習ポテンシャルを用いた分子動力学シミュレーションにより、等モル組成のW-Ta-Cr-Vリフラクトリー高エントロピー合金は、その軽元素がカスケードをサブカスケードへと分裂させ、欠陥を転位ループやボイドの形成ではなく点欠陥として収容するため、純タングステンと比較して一次照射損傷に対して優れた耐性を示すことが明らかになった。

Mark Fedorov, Francisco Javier Dominguez-Gutierrez, Damian Kalita, Łukasz Kurpaska2026-10-15
🔬 材料科学

Bulk superconductivity in quintuple-layer square-planar nickelate La6Ni5O12

本論文は、トポタクティック還元によって合成された、常圧下でバルク超伝導を示す五重層正方平面ニッケル酸化物La6Ni5O12の発見を報告するものであり、これは約18 Kの上転遷移温度と約25%の超伝導体体積分率を示し、それによってニッケル酸化物における高温超伝導のメカニズムを調査するための極めて重要なプラットフォームを確立するものである。

Mengzhu Shi, Mei Du, Hongyu Li, Zhiwei Wang, Zhengjie Wang, Ziji Xiang, Tao Wu, Xianhui Chen2026-10-15
🔬 材料科学

Beyond DFT electronic band structures via dual-space orbital learning

本論文は、低コストなPBE計算を活用することで、多様な材料における高精度なHSE06およびG0W0G_0W_0電子バンド構造を大幅に削減された計算コストで正確に予測する、デュアルスペース・オービタル学習フレームワークであるO-kRystalを導入するものである。

Minhyuk Kang, Beom Seok Kang, Nikolai Argatoff, Miguel Nouman, Danish Khan, William A. Goddard III, Anima Anandkumar2026-10-15
🔬 材料科学

Room-Temperature Metallic 2D Ferromagnetism Stabilized by Quantum Metric

本論文は、層状エレクトライドであるYClにおいて観測される一様な室温強磁性が、トポロジカルなバンド交差付近における顕著な量子計量によって安定化されており、それが系の不安定性を密度波状態から強磁性秩序へと転換させ、室温を十分に上回るキュリー温度を予測するものであることを提案している。

Teng-Fei Ying, Jianqi Zhong, Songyuan Geng, Fangjie Chen, Haoxiang Li, Benjamin T. Zhou2026-10-15
🔬 物理学

High-Harmonic Generation Probes Quantum Nuclear Fluctuations in Liquid Water

本研究は、高次高調波発生分光法を経路積分分子動力学法と組み合わせることで、水素結合に起因する価電子帯の広がりを通じて量子的な核の非局在化が高次高調波収率を抑制し干渉極小を誘起する様子を明らかにすることにより、液体水における核の量子ゆらぎを検出および特性評価できることを実証している。

George Trenins, Nicolas Tancogne-Dejean, Angana Mondal, Angel Rubio, Hans Jakob Wörner, Aaron Kelly, Ofer Neufeld, Maria (…)2026-10-15
🔬 材料科学

Emergent medium-range order in amorphous silicon

大規模な機械学習シミュレーションを通じて、本研究は、アモルファスシリコンにおける中距離秩序が、局所的な結合制約と、より大きな距離における出現的な立方体/八面体対称性との間のクロスオーバーから生じることを明らかにし、第一鋭ピーク、トポロジカルな環相関、および配向秩序を、局所的な結合と効率的な充填の相互作用によって駆動される単一の構造的枠組みへと統合している。

Zhen Zhang, Stephen R. Elliott, Yujie Wang, Walter Kob2026-10-15
🔬 材料科学

Evidence for hidden order and its potential correlation with electron-hole asymmetry in iridate superlattices

本研究は、ホール注入されたイリデート超格子において、ネール温度の上方で出現し、絶縁状態と反強磁性状態の間の結合に見られる電子・正孔非対称性を、構造的な起源とは区別して説明する隠れた秩序の発見を報告するものである。

Zhihan Qiao, Han Zhang, Hangtian Wang, Deyang Li, Haiyang Zhang, Enyang Men, Junlei Jiang, Jingxin Chen, Yizhou Liu, San (…)2026-10-15