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

Substrate induced optimization of the Electrocatalytic Hydrogen Evolution Reaction (HER) performances of MoS2 thin film

パルスレーザー堆積法を用いて異なる基板上に成長させた MoS2 薄膜の構造と電気触媒特性を調査した結果、Al2O3 基板上で界面相互作用により準安定な 1T 相が安定化され、電荷移動効率と電気化学的活性表面積が向上することで、水素発生反応(HER)の性能が最適化されることが示されました。

Hafiz Sami-Ur-Rehman, Arpana Singh, Nunzia Coppola, Pierpaolo Polverino, Sandeep Kumar Chaluvadi, Shyni Punathum-Chalil (…)2026-02-27
🔬 materials science

A Comparative Study of Structural Representations for 2D Materials: Insights from Dynamic Collision Fingerprint and Matminer

本論文は、2 次元炭素同素体 120 種を用いたベンチマークを通じて、動的衝突指紋(DCF)が Matminer と同等の予測精度を達成しつつ、より低次元で物理的解釈性が高い構造記述子として機能することを示している。

Raphael M. Tromer, Isaac M. Felix, Rafael Besse, Marcelo L. Pereira Junior, Marcos G. E. da Luz2026-02-27
🔬 materials science

Chalcogen Impurity Barriers in 2D Systems via Semi-Empirical/Machine Learning Modeling: A Survey over 4000 Materials

この論文は、第一原理計算の代わりに半経験的 Extended Huckel 法と機械学習(XGBoost)を組み合わせることで、C2DB に登録された 4000 種類以上の 2 次元材料における硫黄、セレン、テルウムの吸着エネルギー障壁を効率的かつ解釈可能に予測し、触媒やセンシングなどの応用に適した材料のスクリーニングを実現するスケーラブルな枠組みを提案しています。

M. L. Pereira Junior, M. G. E. da Luz, P. Cesana, A. L. da Rosa, M. J. Piotrowski, D. Guedes-Sobrinho, T. A. S. Pereira (…)2026-02-27
🔬 materials science

Quantum magnetic phase transitions in a Kugel-Khomskii model including spin-orbit coupling

スピン軌道結合を考慮したクゲル・コムスキーモデルにおいて、結晶場分裂とハバード斥力の任意の関係に対する厳密な解析解を得て、隠れた磁気・軌道秩序状態と反強軌道秩序を伴う強磁性状態との間の量子相転移や、ホンド交換相互作用とスピン軌道相互作用の協同効果による易平面型異方性の起源を明らかにしました。

D. E. Chizhov, P. A. Igoshev, V. Yu. Irkhin2026-02-27
🔬 materials science

Efficient training of generative models from multireference simulations and its application to the design of Dy complexes with large magnetic anisotropy

この論文は、半教師ありの代理学習法を用いて変分オートエンコーダーを効率的に訓練することで、高コストな多参照計算のデータ要件を 2 桁削減し、1000 件程度の少量データから大きな磁気異方性を持つジスプロシウム錯体用の新規有機配位子を設計可能にしたことを示しています。

Zahra Khatibi, Lorenzo A. Mariano, Lion Frangoulis, Alessandro Lunghi2026-02-27
🔬 applied physics

Electromechanical Switching and Momentum-Selective Transport in Geometry-Defined Blue Phosphorus Homojunctions

本論文は、化学的ドーピングや異種材料界面を伴わず、局所的な気泡変形によって金属性および半導体性の領域を形成する二層青リンホモ接合を提案し、第一原理計算と量子輸送シミュレーションを通じてその運動量選択的輸送特性を解明し、機械的スイッチングメモリやナノスケール摺動抵抗器といった新規電機械デバイスの実現可能性を示しました。

Zewen Wu, Min Zhou, Yanxia Xing, Xianghua Kong2026-02-27
🔬 materials science

Intermediates of Forming Transition Metal Dichalcogenide Heterostructures Revealed by Machine Learning Simulations

本研究では、機械学習ポテンシャルを用いたシミュレーションにより、2 次元遷移金属ダイカルコゲナイドヘテロ構造の成長過程で合金化汚染を誘発する SMMS 中間構造の存在を解明し、その電子特性を活かした低シュットキー障壁電極としての応用可能性を提示しました。

Luneng Zhao, Hongsheng Liu, Yuan Chang, Xiaoran Shi, Jijun Zhao, Feng Ding, Junfeng Gao2026-02-26
🔬 mesoscale physics

Imaging topological polar structures in marginally twisted 2D semiconductors

著者らは、角度分解高分解能ベクトル圧電応答力顕微鏡法を用いて、わずかにねじれた二層 WSe2 においてトポロジカルな極性ナノ構造(メロン/アンチメロン)を実験的に同定し、ねじれと不均一ひずみの両方がそれぞれ異なるタイプのメロン(ブロホ型とネール型)を形成してモアレ超格子を区別できることを示しました。

Thi-Hai-Yen Vu, Daniel Bennett, Gayani Nadeera Pallewella, Johnathon Maniatis, Josh Edwards, Md Hemayet Uddin, Kaijian X (…)2026-02-26
🔬 applied physics

Effects of Mischmetal Composition and Cooling Rates on the Microstructure and Mechanical Properties of Al-(Ce, La, Nd) Eutectic Alloys

本研究は、セリウムをミッシュメタルに置換したアルミニウム合金において、ミッシュメタルの組成や冷却速度が微細組織や機械的特性に与える影響を調査し、優れた高温特性と環境負荷低減の両立という持続可能な代替材料としての可能性を実証したものである。

Jie Qi, Erin C. Bryan, David C. Dunand2026-02-26