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

Autonomous Multi-objective Alloy Design through Simulation-guided Optimization

本研究は、大規模言語モデル、CALPHAD 計算、および AI 駆動の最適化を統合した自律型フレームワーク「AutoMAT」を開発し、実験的検証を伴うデータ効率の高い閉ループプロセスを通じて、航空宇宙用チタン合金や高エントロピー合金などの高性能材料を数年から数週間に短縮して発見・実証したことを報告しています。

Penghui Yang, Chendong Zhao, Bijun Tang, Zhonghan Zhang, Xinrun Wang, Yanchen Deng, Xuyu Dong, Yuhao Lu, Jianguo Huang (…)2026-04-16
🔬 mesoscale physics

General Two-Parameter Model of Alpha-Relaxation in Glasses

この論文は、ガラス転移近傍のアルファ緩和時間の温度依存性を記述するために従来の 5 変数モデルを必要とせず、物質固有の 2 変数と普遍的な定数を用いた 2 変数汎用モデルを提案し、それが TS2 理論および Hall-Wolynes の弾性緩和理論と整合することを示しています。

Valeriy V. Ginzburg, Oleg Gendelman, Riccardo Casalini, Alessio Zaccone2026-04-16
🔬 mesoscale physics

Wannier based analysis of the direct-indirect bandgap transition by stacking MoS2_2 layers

本研究は、第一原理計算とワニエ関数に基づくモデルを組み合わせることで、MoS2_2の層数依存性に伴う直接・間接バンドギャップ転移のメカニズムを解明し、従来の硫黄原子間のpzp_z-pzp_z結合に加え、pzp_z-pxp_xおよびpzp_z-pyp_y結合という面内軌道寄与も定量的に記述する上で不可欠であることを明らかにした。

Shunsuke Hirai, Ibuki Terada, Michi-To Suzuki2026-04-16
🔬 materials science

Ferroelectric switching at edge dislocations in BaTiO3_3 modelled at the atomic scale

原子規模シミュレーションを用いた本研究は、BaTiO3_3における⟨100⟩\langle100\rangleエッジ転位の芯が、印加電場の方向に応じて分極反転の核生成中心またはドメイン壁のピン止め点として機能し、特に転位のパイエルスベクトルと電場が平行な場合にその結合が最も強くなることを明らかにしたものである。

Himal Wijekoon, Pierre Hirel, Anna Grünebohm2026-04-16
🔬 materials science

Role of magnon-magnon interaction in optical excitation of coherent two-magnon modes

この論文は、立方晶反強磁性体におけるインパルシブ・刺激ラマン散乱によるコヒーレントな二マグノン励起において、自発ラマン散乱では重要視されてきたマグノン - マグノン相互作用が時間領域の動的挙動やスペクトルにどのような非自明な影響を与えるかを、実験と理論の両面から解明し、両散乱過程を統一的に記述する枠組みを提示したものである。

E. A. Arkhipova, A. E. Fedianin, I. A. Eliseyev, R. M. Dubrovin, P. P. Syrnikov, V. Yu. Davydov, A. M. Kalashnikova2026-04-16
🔬 physics

Building an Affordable Self-Driving Lab: Practical Machine Learning Experiments for Physics Education Using Internet-of-Things

この論文は、約 60 ドルという低コストで構築可能な IoT 搭載の自律実験プラットフォームを提案し、学生が物理教育の文脈において深層学習を含む機械学習手法を実践的に習得し、非線形関係の把握において深層学習が優位であることを実証するものである。

Yang Liu, Qianjie Lei, Xiaolong He, Yizhe Xue, Kexin He, Haitao Yang, Yong Wang, Xian Zhang, Li Yang, Yichun Zhou, Ruiqi (…)2026-04-16
🔬 materials science

Finetuning-Free Diffusion Model with Adaptive Constraint Guidance for Inorganic Crystal Structure Generation

この論文は、ユーザー定義の物理・化学制約を生成プロセスに組み込む適応的制約ガイダンスを備えたファインチューニング不要の拡散モデルを提案し、多段階の検証パイプラインを通じて、多様な無機化学系において熱力学的に妥当かつ特定の幾何学的制約を満たす結晶構造を生成できることを実証しています。

Auguste de Lambilly, Vladimir Baturin, David Portehault, Guillaume Lambard, Nataliya Sokolovska, Florence d'Alché-Buc, J (…)2026-04-16
🔬 materials science

Extreme Terahertz Nonlinear Phononics by Coherence-Imprinted Control of Hybrid Order

この論文は、Ta2NiSe5\text{Ta}_2\text{NiSe}_5 における電子相関浴が格子非線形性を劇的に増幅し、テラヘルツ帯で約 30 種類の多次数量子経路を実現する「極端なテラヘルツ非線形フォノニクス」を、コヒーレンス・トモグラフィにより解明したことを報告しています。

Liang Luo, Avinash Khatri, Martin Mootz, Tao Jiang, Liu Yang, Zijing Chen, Chuankun Huang, Zhi Xiang Chong, Joongmok Par (…)2026-04-16
🔬 mesoscale physics

Sub-nm range momentum-dependent exciton transfer from a 2D semiconductor to graphene

この論文は、時間分解光ルミネッセンス分光を用いて MoSe₂単層とグラフェンの van der Waals ヘテロ構造を研究し、1nm の絶縁体スペーサーで遮断される極めて短い距離(サブ nm 範囲)での励起子移動が主に電荷トンネリングによって支配され、双極子相互作用(フォスター型エネルギー移動)は有限運動量を持つ「ホット」励起子の緩和を加速する可能性を示唆していることを報告しています。

Aditi Raman Moghe, Delphine Lagarde, Sotirios Papadopoulos, Etienne Lorchat, Luis E. Parra López, Loïc Moczko, Kenji Wat (…)2026-04-16
🔬 applied physics

Confinement-controlled pathways to complex skyrmionic textures in Co/W/Pt multilayers

この論文は、Pt/Co/W 多層膜マイクロトラックにおける幾何学的閉じ込めが、ラビリンスドメインから孤立したスカイrmion、スカイrmionium、そして高次トポロジカル構造であるスカイrmion バッグへと至る階層的なスピンテクスチャ変換経路を決定論的に制御し、室温での多状態スピントロニクス応用への新たな道筋を示すことを明らかにしています。

Y. Al Sadi, R. Sbiaa, W. Al Saidi, M. Souier, G. Lezier, O. Marbouh, M. T. Z. Myint, Y. Dusch, S. Al Harthi, A. Talbi, N (…)2026-04-16