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

Photocatalytic methanol dehydrogenation promoted synergistically by atomically dispersed Pd and clustered Pd

本論文は、CdS 担持触媒において原子分散 Pd がメタノール酸化サイトとして、Pd クラスターが還元サイトとして機能し、両者の相乗効果によりメタノール脱水素反応のターンオーバー頻度と水素・ホルムアルデヒド生成の量子収率が大幅に向上したことを報告しています。

Zhuyan Gao, Tiziano Montini, Junju Mu, Nengchao Luo, Emiliano Fonda, Paolo Fornasiero, Feng Wang2026-02-20
🔬 materials science

Low-Field Ferroelectric Switching realised by Forced Harmonic Oscillation of Domain Walls

従来の直流電界に代わり、特定の周波数の交流電界を印加することで、ドメイン壁の強制調和振動を誘起し、強誘電体のスイッチングに必要な電界強度を大幅に低減できることを示しました。

Niyorjyoti Sharma, Nathan Black, Joseph G. M. Guy, Eftihia Barnes, Kristina M. Holsgrove, Brian J. Rodriguez, Raymond G. (…)2026-02-20
🔬 materials science

Interpretable Machine Learning of Nanoparticle Stability through Topological Layer Embeddings

本研究は、トポロジーに基づく層別記述子と勾配ブースティング決定木を組み合わせた解釈可能な機械学習フレームワークを提案し、限られた計算データからナノ粒子の安定な構造を高精度かつ効率的に予測するとともに、表面・中間・コア領域ごとの物理的要因を可視化することで、複雑なナノ粒子の構造探索への新たな道筋を示したものである。

Felipe Hawthorne, Leandro Seixas, James M. Almeida, Cristiano F. Woellner, Raphael M. Tromer2026-02-20
🔬 materials science

The influence of Y content on grain structure evolution in Mg-Y alloys

この論文は、Y の添加が粒界での偏析による溶質引きずり効果を通じて、Mg-Y 合金の静的再結晶および粒成長を著しく遅らせ、異常粒成長や二段階の再結晶挙動を引き起こすメカニズムを解明し、熱的に安定な微細組織を持つ Mg 合金の設計に新たな知見を提供することを示しています。

Qianying Shi, Vaidehi Menon, Liang Qi, John Allison2026-02-20
🔬 materials science

Discovery of Polymer Electrolytes with Bayesian Optimization and High-Throughput Molecular Dynamics simulations

本研究では、機械学習(ベイズ最適化)とハイスループット分子動力学シミュレーションを組み合わせることで、170 万の候補から固体電池用ポリマー電解質を効率的に探索し、PEO 基準を超えるイオン伝導性を持つ分岐構造やケトン基を有する新規材料を発見するとともに、その輸送メカニズムを解明しました。

Antonia S. Kuhn, Jurğis Ruža, KyuJung Jun, Pablo Leon, Rafael Gómez-Bombarelli2026-02-20
🔬 materials science

Revealing Spin and Spatial Symmetry Decoupling: New Insights into Magnetic Systems with Dzyaloshinskii-Moriya Interaction

本論文は、強い Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用が存在する場合でも、特定の共面または共線スピン配置においてスピンと空間の対称性が厳密に分離し、スピン空間群(SSG)の枠組みで記述可能であることを理論的に証明し、重元素を含む磁性体における新たなマグノン輸送現象の探求への道を開いた。

Yuxuan Mu, Di Wang, Xiangang Wan2026-02-19
🔬 materials science

Synthesis, crystal and electronic structures, and second harmonic generation of La 4Ge 3S12

本研究では、非中心対称構造を持つ La4Ge3S12 を直接反応法で合成し、その結晶・電子構造を詳細に解析するとともに、超短パルス赤外レーザーを用いた実験により二次高調波発生(SHG)を示す非線形光学特性を実証しました。

Hiroya Ohtsuki, Suguru Nakata, Yu Yamane, Ryunosuke Takahashi, Koichi Kusakabe, Hiroki Wadati2026-02-19
🔬 materials science

The extensive photo response on metal/n-Si clarified by the zero-gap with inter-band phonon scatterings

Au/n-Si 接合において、X 点でのゼロギャップとバンド間フォノン散乱を考慮したモデルにより、従来の物理モデルでは説明できなかった広帯域(UVA〜NIR)かつ多方向の光応答メカニズムが解明され、間接遷移半導体を用いた新たな光変換技術の可能性が示された。

Kazuya Nakayam, Takanari Yasui2026-02-19
🔬 mesoscale physics

Correlating Superconducting Qubit Performance Losses to Sidewall Near-Field Scattering via Terahertz Nanophotonics

本研究は、超伝導量子ビットの側壁における近接場散乱をテラヘルツナノイメージングで非破壊的に検出・相関分析することで、量子ビットのコヒーレンス向上に向けた高スループットな材料選定・プロセス最適化手法の確立に貢献したことを示しています。

Richard H. J. Kim, Samuel J. Haeuser, Joong-Mok Park, Randall K. Chan, Jin-Su Oh, Thomas Koschny, Lin Zhou, Matthew J. K (…)2026-02-19