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

Near 13% efficient semitransparent Cu(In,Ga)S2 solar cells with band gap of 1.6 eV on transparent back contact

透明背面電極(ITO)を用いたバンドギャップ 1.6 eV の Cu(In,Ga)S2 太陽電池において、ガラスからの Na 拡散や NaF 共蒸着による欠陥抑制、および高温成長による吸収層品質の向上を組み合わせることで、半透明セルとして 12.7% の変換効率を達成した。

Kulwinder Kaur, Arivazhagan Valluvar Oli, Michele Melchiorre, Wolfram Hempel, Wolfram Witte, Jan Keller, Susanne Siebent (…)2026-04-08
🔬 materials science

Loss analysis of Low Bandgap (Ag,Cu)(In,Ga)Se2 Solar Cells for Tandem Applications

本研究は、タンデム太陽電池の底部セルとして有望な 1.0 eV 帯域幅の (Ag,Cu)(In,Ga)Se2 太陽電池(効率約 18.5%)を対象に、短絡電流、開放電圧、充填因子の損失を包括的に解析した結果、電流損失は吸収によるものだが、最も顕著な損失は非放射再結合に起因する電圧低下と、空間電荷領域での再結合に起因する高いダイオード因子による充填因子の低下にあることを明らかにした。

Francesco Lodola, Sevan Gharabeiki, Maximilian Krause, Shiro Nishiwaki, Romain Carron, Susanne Siebentritt2026-04-08
🔬 materials science

Additive-Induced Stabilization of the Energetic Landscape of PM6:Y12 Organic Solar Cells

本論文は、有機太陽電池 PM6:Y12 系において、溶媒添加剤である 1-クロロナフタレン(1-CN)の添加が、光劣化によるドナー材料(PM6)のエネルギー準位低下とナノ構造の崩壊を抑制し、デバイス安定性を向上させることを明らかにしたものである。

Bekcy Joseph, Shivam Singh, Nathaniel P. Gallop, Fabian Eller, Alexander Ehm, Julius Brunner, Dietrich R. T. Zahn, Eva H (…)2026-04-08
🔬 materials science

ALD Zinc Tin Oxide Buffers for Chalcopyrite Solar Cells: Electrical Barriers and Conduction Band Cliffs

本論文は、原子層堆積法で調製した ZnSnO バッファ層の Sn 含有量が導電帯の位置を制御し、低 Sn 含有量では吸収層とのエネルギー段差(クリフ)が開放電圧を低下させ、高 Sn 含有量では電子輸送の障壁が充填因子や短絡電流を悪化させることを、Cu(In,Ga)S2 などの広帯隙吸収層を用いた太陽電池の電気的特性評価から明らかにしたものである。

Boaz Koren, Francesco Lodola, Zhuangyi Zhou, Trong Tien Le, Kulwinder Kaur, Simon Backes, Michele Melchiorre, Susanne Si (…)2026-04-08
🔬 materials science

Composition design of refractory compositionally complex alloys using machine learning models

本論文は、機械学習モデルと理論的知見を統合した設計フレームワークを開発し、高次元の組成空間を効率的に探索することで、耐熱性複合合金(RCCA)の相安定性と機械的性質を高精度に予測・設計し、実験的研究を加速させることを示しています。

Tao Liang, Eric A. Lass, Haochen Zhu, Carla Joyce C. Nocheseda, Philip D. Rack, Stephen Puplampu, Dayakar Penumadu, Haix (…)2026-04-08
🔬 materials science

Spin-Phonon Renormalization in CrSBr

軟 X 線分光に基づく温度依存性共振非弾性 X 線散乱(RIXS)測定と第一原理計算により、CrSBr の低温反強磁性相においてスピン - 格子結合が観測され、室温での低エネルギー RIXS ピークの消失がスピン - 格子結合による再正規化効果によって説明されることを実証しました。

Jayajeewana N. Ranhili, Chamini S. Pathiraja, Brody Brogdon, John Cenker, Xiadong Xu, Daniel Chica, Xavier Roy, Stefano (…)2026-04-08
🔬 materials science

Large Language Model Assisted Discovery of Optimal Dopants for Enhanced Thermoelectric Performance in CoSb3_3 Based Skutterudites

この論文は、大規模言語モデルを活用して CoSb3_3 系スキュッテライドの最適なドープ元素を特定し、密度汎関数理論や分子動力学計算による検証を経て、高性能熱電材料の設計を加速するデータ駆動型アプローチを提案しています。

Yagnik Bandyopadhyay, Dylan Noel Serrao, Houlong L. Zhuang2026-04-08
🔬 materials science

Ultrafast nonlinear Hall effect in black phosphorus

この論文は、フェムト秒光パルスによる動的対称性の破れを利用して、反転対称性を持つ黒リンにおいて、アームチェア方向の偏光に特異的に応答し 300 フェムト秒以上持続する超高速非線形ホール効果を初めて実証し、その微視的メカニズムを光電子分光と第一原理計算によって解明したことを報告しています。

Maciej Dendzik, Andrea Marini, Samuel Beaulieu, Shuo Dong, Tommaso Pincelli, Julian Maklar, R. Patrick Xian, Enrico Perf (…)2026-04-08