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

On the challenge of simulating dipolar contributions to spin relaxation with generalized cluster correlation expansion methods

本論文は、低温におけるスピン緩和を記述する手段として期待された一般化クラスター相関展開(gCCE)法が、標準的な形式ではスピン - スピン双極子相互作用による緩和を定性的にさえ正確に記述できないことを示し、その理論的破綻の根源を数学的に解明したものである。

Conor Ryan, Alessandro Lunghi2026-02-17
🔬 mesoscale physics

A scalable non-superconducting tunnel junction technology

この論文は、従来のアルミニウム超伝導体を用いたトンネル接合の限界を克服し、CMOS 互換性を持つチタン・タングステン合金と酸化アルミニウム障壁に基づく、スケーラブルで非超伝導性のトンネル接合技術を開発し、極低温での安定動作を実証したことを報告しています。

Juho Luomahaara, Kristupas Razas, Omid Sharifi Sedeh, Renan P. Loreto, Janne S. Lehtinen, Mingchi Xu, Armel A. Cotten, A (…)2026-02-17
🔬 materials science

Data-Efficient Machine learning for Predicting Dopant Formation Energies in TiO2_2 Monolayer

本研究では、物理的に意味のある記述子を用いたコンパクトなデータセットと機械学習を組み合わせることで、限られたトレーニングデータからドーパントの形成エネルギーを高精度かつ化学的に転用可能に予測できることを、TiO2 モノレイヤーのドーピング系において実証しました。

Kati Asikainen, Matti Alatalo, Marko Huttula, Assa Aravindh Sasikala Devi2026-02-17
🔬 materials science

Fast and accurate quasi-atom method for simultaneous atomistic and continuum simulation of solids

本論文は、機械学習に基づく最適化手法を用いて準原子を導入し、固体の臨界領域を原子論的に、それ以外を連続体として同時にシミュレーションする新たなハイブリッド手法を提案し、その計算速度と精度の優位性を示したものである。

Artem Chuprov, Egor E. Nuzhin, Alexey A. Tsukanov, Nikolay V. Brilliantov2026-02-17
🔬 materials science

Identifying open-orbit topological surface states in dual topological semimetal TaSb2_2

角分解光電子分光、密度汎関数計算、輸送測定を組み合わせることで、二重トポロジカル半金属 TaSb2_2 の弱トポロジカルな (201ˉ\bar{1}) 面において、スピンと運動量がロックされたトポロジカルな開軌道表面状態を同定し、弱反局在効果を通じてトポロジカルなスピン偏極輸送のプラットフォームであることを実証しました。

Susmita Changdar, Heike Schlörb, Oleksandr Suvorov, Dimitry Efremov, Alexander Yaresko, Rui Lou, Alexander Fedorov, Bern (…)2026-02-17
🔬 materials science

Low-Temperature Sputtering and Polarity Determination of Vertically Aligned ZnO Nanocolumns

本研究は、反応性 RF マグネトロンスパッタリングを用いた低温プロセスと基板前加熱による核生成制御により、Si 基板上に垂直配向した ZnO ナノカラムを成長させ、その極性や形態を制御して高い圧電特性を実現し、フレキシブル電子機器への統合を可能にしたことを報告しています。

A. Hamzi, L. Ouardas, M. Saleh, P. Leuasoongnoen, T. Sonklin, P. David, S. le Denmat, O. Leynaud, E. Mossang, B. Fernand (…)2026-02-17
🔬 materials science

Stacking-Engineered Thermal Transport and Phonon Filtering in Rhenium Disulfide

本論文は、レニウムジスルフィド(ReS2)において積層順序が層間結合の強さを制御し、音響フォノンの寿命や透過帯域幅を変化させることで、準弾道的からバリスティックな領域に至る異方性熱輸送を調整可能であることを実証し、2D エレクトロニクスにおける熱管理の新たな枠組みを提示したものである。

Yongjian Zhou, Haoran Cui, Zefang Ye, Jung-Fu Lin, Yan Wang, Yaguo Wang2026-02-17
🔬 mesoscale physics

Topological Lasing from Thouless Pumping in Bilayer Photonic Crystal

本論文は、MEMS や相変化材料を用いて動的に再構成可能な bilayer 光結晶において、Thouless ポンピングのメカニズムを介してトポロジカルなレーザー発振を実現し、そのモードを動的に制御可能であることを数値的に実証したものである。

D. -H. -Minh Nguyen, Dung Xuan Nguyen, Hai-Chau Nguyen, Thibaud Louvet, Emmanuel Drouard, Xavier Letartre, Dario Berciou (…)2026-02-16
🔬 materials science

Realisation of de Gennes′' Absolute Superconducting Switch with a Heavy Metal Interface

本研究は、重金属(Au)界面における大きなスピン混合伝導度を利用した EuS/Au/Nb/EuS 構造において、磁化の向きを制御することで超伝導状態を完全にオン・オフ(絶対スイッチング)できることを実証し、低消費電力エレクトロニクスへの応用可能性を開いたものである。

Hisakazu Matsuki, Alberto Hijano, Grzegorz P. Mazur, Stefan Ilic, Binbin Wang, Yuliya Alekhina, Kohei Ohnishi, Sachio Ko (…)2026-02-16