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

A single design choice determines whether machine learning models of materials make physically impossible predictions

本論文は、パリティラベルを機械学習モデルの特徴量に組み込むことが、中心対称結晶における対称性により禁止された物性に対して物理的に厳密な予測を保証する極めて重要な設計上の選択であることを示す一方で、この特徴を欠くモデルは、精度を犠牲にすることなく、ほぼすべてのケースにおいて物理的に不可能な誤差を生じさせることを実証している。

Can Polat, Mustafa Kurban, Erchin Serpedin, Hasan Kurban2026-08-20
🔬 materials science

Detecting Magnetic Phase Transitions in Ion-Irradiated CrSBr Through Resonant Raman Scattering

本研究は、He+^+イオン照射が層状CrSBrにおける制御可能な磁性相エンジニアリングを可能にすることを実証しており、偏光分解ラマン分光法が、照射量および厚さに依存する反強磁性から強磁性および欠陥関連の磁性状態への転移を特定するための、高感度で非破壊的な手法として機能することを示している。

Daria I. Markina, Alison Pfister, Priyanka Mondal, Lukas Krelle, Sai Shradha, Regine von Klitzing, Kseniia Mosina, Zdene (…)2026-08-20
🔬 materials science

Universal Machine-learning Molecular Dynamics at the Speed of Empirical Potentials

本論文は、多様な化学系において第一原理計算に近い精度を達成しつつ、経験的ポテンシャルの速度とスケーラビリティで動作し、単一のGPUによる数百万原子の分子動力学シミュレーションを可能にする、共同設計された等変機械学習ポテンシャルであるDPA4Cを紹介する。

Tiancheng Li, Jianming Xue, Linfeng Zhang, Duo Zhang, Han Wang2026-08-20
🔬 materials science

Local Structure and Dynamics of Three-Dimensional Covalent Organic Frameworks

本研究は、放射光X線ペア分布関数解析と機械学習加速分子動力学シミュレーションを統合することにより、リンカーの幾何学的構造、芳香族の剛直性、および非共有結合的相互作用の相互作用が、2種類の三次元イミン結合型共有結合性有機構造体の異なる局所構造の柔軟性と動的挙動をどのように支配しているかを解明するものである。

Francesco Tavani, Saber Mirzaei, Jian Yin, Yen-hsu Lin, Caden Myers, Cheng-Hung Lin, Milinda Abeykoon, Simon Billinge, O (…)2026-08-20
🔬 materials science

Enhancing EBSD throughput of battery electrode materials using super-resolution generative adversarial networks

本論文は、超解像生成敵対的ネットワーク(SRGAN)が、古典的な補間法と比較して微細構造の特徴をより高い精度で保持しながら低解像度データを計算によってアップスケーリングすることにより、リチウムイオン電池電極材料の電子背後散乱回折(EBSD)解析のスループットを大幅に向上させることを実証している。

John Mangum, Andrew Glaws, Francois Usseglio-Viretta, Steven Spurgeon, Donal Finegan2026-08-20
🔬 materials science

Avalanche-like Plasticity in Complex Concentrated Alloys: A Review Across Scales

本レビューは、複雑集中合金におけるアバランチ的な塑性変形が、単一の普遍的な現象ではなく、多様で調整可能なメカニズムから生じるものであることを、マルチスケールの証拠を統合して実証しており、一見滑らかなマクロ的流動が、より微細なスケールにおける断続的かつ集団的な欠陥ダイナミクスを隠蔽していることを明らかにしている。

Michal Knapek, Tomáš Tayari, Kristián Máthis, Miloš Janeček2026-08-20
🔬 materials science

Neutron study of magnetic correlations in rare-earth-free Mn-Bi magnets

本研究は、非偏向小角中性子散乱を用いて希土類フリーのMn-Bi永久磁石における磁気相関を特性評価し、その残留状態が、わずかに形状異方性を持つ構造に由来する、慣性半径220–240 nmの長波長横方向磁化揺らぎを特徴とすることを明らかにしている。

Artem Malyeyev, Ivan Titov, Philipp Bender, Mathias Bersweiler, Vitaliy Pipich, Sebastian Mühlbauer, Semih Ener, Oliver (…)2026-08-19
🔬 mesoscale physics

Uniaxial polarization analysis of bulk ferromagnets: Theory and first experimental Results

本論文は、バルク強磁性体からの散乱中性子ビームの一軸偏極を計算するための、ブラウンのマイクロマグネティクス方程式に基づく理論的枠組みを提示するものであり、これは磁気微細構造を解析するための新たな手法を確立するために、軟磁性ナノ結晶合金からの実験データに対して検証されている。

A. Malyeyev, I. Titov, C. D. Dewhurst, K. Suzuki, D. Honecker, A. Michels2026-08-19
🔬 mesoscale physics

Magnetic neutron scattering from spherical nanoparticles with Neel surface anisotropy: Analytical treatment

本論文は、ネール表面異方性を有する球状ナノ粒子の磁化プロファイルおよび磁性小角中性子散乱断面積に関する解析的な取り扱いを提示し、摂動論による近似解を導出し、数値的なランダウ=リフシッツ・シミュレーションによってその妥当性を検証するものである。

Michael P. Adams, Andreas Michels, Hamid Kachkachi2026-08-19
🔬 mesoscale physics

Magnetic neutron scattering from spherical nanoparticles with Neel surface anisotropy: Atomistic simulations

本研究は、ランダウ=リフシッツ方程式に基づく原子論的シミュレーションを用いて、非相互作用の球状ナノ粒子の磁化構造および磁気小角中性子散乱応答を調査し、特にネール表面異方性と粒子径分布の影響を解析するとともに、実験的な解釈を導くために数値結果を解析モデルと比較検討するものである。

Michael P. Adams, Andreas Michels, Hamid Kachkachi2026-08-19