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

Structural chirality measurements and computation of handedness in periodic solids

本論文は、周期性固体における既存のカイラリティ尺度を評価し、高対称な非カイラル相と低対称なカイラル相を連結する固有ベクトルを解析することにより、手性を定量化するためのヘリシティ擬スカラーに基づく優れた手法を提案するものである。

Fernando Gómez-Ortiz, Mauro Fava, Emma E. McCabe, Aldo H. Romero, Eric Bousquet2026-02-09
🔬 materials science

Towards dislocation-driven quantum interconnects

本論文は、転位部にスピン量子ビットをパターン形成することにより、固体材料における堅牢な一次元量子相互接続を設計するための戦略を提案し、理論的に検証するものであり、これらの欠陥付近の窒素空孔中心が良好な光学特性を維持しつつ、著しく向上したコヒーレンスを示すことを実証している。

Cunzhi Zhang, Victor Wen-zhe Yu, Yu Jin, Jonah Nagura, Sevim Polat Genlik, Maryam Ghazisaeidi, Giulia Galli2026-02-09
🔬 materials science

A Nonlocal Orientation Field Phase-Field Model for Misorientation- and Inclination- Dependent Grain Boundaries

本論文は、単一の方位場を用いることで、方位差および傾斜角に依存する結晶粒界異方性を組み込んだ非局所的な方位場フェーズフィールドモデルを提案しており、これにより、フィッティング手順を簡略化しつつ、結晶粒界エネルギーの精密な調整を可能にし、線形粒成長や三重点平衡といった主要な微細構造挙動を正確に再現する。

Xiao Han, Axel van de Walle2026-02-09
🔬 materials science

Design Rules and Discovery of Face-Sharing Hexagonal Perovskites

本論文は、電気陰性度補正後の許容因子と陽イオン半径に基づく定量的な設計規則を確立することで、面共有型六方晶ペロブスカイトの予測と安定化を実現し、硫化物が高機能な準一次元材料を創出する上で酸化物よりも高い組成の柔軟性を提供することを明らかにしている。

M. J. Swamynadhan, Gwan Yeong Jung, Pravan Omprakash, Rohan Mishra2026-02-09
🔬 materials science

exaPD: A highly parallelizable workflow for multi-element phase diagram (PD) construction

本論文は、CALPHADモデリングによる多成分系相図構築のための自由エネルギー計算を効率化するために、LAMMPSベースの分子動力学およびモンテカルロシミュレーションをParsl管理下のグローバルコントローラーと統合した、高度に並列化可能なワークフローであるexaPDを紹介するものである。

Feng Zhang, Zhuo Ye, Maxim Moraru, Ying Wai Li, Weiyi Xia, Yongxin Yao, Cai-Zhuang Wang2026-02-09
🔬 materials science

Structural Chirality and Natural Optical Activity across the αα-to-ββ Phase Transition in SiO2_2 and AlPO4_4 from first-principles

この第一原理研究は、SiO2_2およびAlPO4_4におけるα\alphaからβ\betaへの相転移の際、結晶のらせん軸の反転にもかかわらず自然光学活性の符号が変化しないことを明らかにしており、これは光学回転が空間群の公称的な手性ではなく、最も分極率の高い原子の原子スケールのヘリシティによって決定されることを示している。

F. Gómez-Ortiz, A. Zabalo, A. M. Glazer, E. E. McCabe, A. H. Romero, E. Bousquet2026-02-09
🔬 materials science

pH-Responsive Glyphosate Adsorption on Hydroxylated Carbon Nanotubes: From Electronic Structure to Molecular Dynamics

本計算科学的研究は、ヒドロキシ基で機能化されたカーボンナノチューブが、強力なドナー・アクセプター相互作用と最適化された電荷輸送を通じて、pH応答性のグリホサート吸着を著しく向上させることを示しており、様々なイオン化状態にわたる環境修復のための有望かつ再生可能な解決策を提示している。

H. T. Silva, L. C. S. Faria, T. A. Aversi-Ferreira, I. Camps2026-02-09
🔬 materials science

Magnetic field induced polarization enhancement in the photoluminescence of MBE-grown WSe2_2 layers

本研究は、弱い面外磁場がhBN上のMBE成長させたWSe2_2単層における欠陥結合エキシトンの谷偏極を著しく増強することを示すとともに、時間分解測定により、以前に報告された剥離試料と比較してより速い擬スピン緩和時間(25 ps)を明らかにしている。

Maksymilian Kuna, Mateusz Raczyński, Julia Kucharek, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Tomasz Kazimierczuk, Wojciech Pa (…)2026-02-09
🔬 mesoscale physics

Unconventional bright ground-state excitons in monolayer TiI2_2 from first-principles calculations

第一原理計算により、単層TiI2_2は、スピン軌道相互作用によるバンド整列と弱い交換相互作用に起因する非従来型の明るい励起子基底状態を有することが明らかになり、これは歪みに対しても安定であり、トリオン状態まで及ぶことから、高速な放射再結合を必要とするアプリケーションへの大きな可能性を提供している。

Franz Fischer, Carl Emil Mørch Nielsen, Marta Prada, Gabriel Bester2026-02-09