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。

🔬 応用物理学

A transferable full-band Monte Carlo framework for complex alloy avalanche photodiodes

本論文は、原子レベルのタイトバインディング・バンド構造と合金乱れ散乱を結合させることで、Al0.7_{0.7}InAsSbのような複雑な四元系合金アバランチフォトダイオードのアバランチ利得と過剰ノイズを最小限の校正で正確にモデル化する、転移可能で物理ベースのマルチスケール・フルバンド・モンテカルロ・フレームワークを提示する。

Shafat Shahnewaz, Hannaneh Karimi, Joe C. Campbell, Avik W. Ghosh2026-10-01
🔬 材料科学

Phonon-mediated closing of topological Floquet gaps in graphene: Non-phenomenological analysis

本研究は、非現象論的な電子-フォノン結合、特に光学フォノンによる結合が、レーザー駆動されたグラフェンにおけるフロケ・トポロジカル・ギャップを著しく広げ、かつ閉鎖させることを理論的に示し、それによって実験的な欠如を説明するとともに、コヒーレント・フォノンの事前ポンピングや代替のディラック系の利用といった、直接観測を可能にするための緩和戦略を提案するものである。

Royi Ledermann, Rave Hanoch Saadon, Adam Herling, Ofer Neufeld2026-10-01
🔬 メソスケール物理学

Thermal magnon transport in FM/AFM bilayers

本論文は、強磁性体/反強磁性体二層膜における空間的に変化する温度プロファイルが、カイラリティ選択的なマグノン輸送を誘起し、反強磁性体内に熱的に誘発されたスピン電流を生成することを理論的に示しており、マグニオン・ヘテロ構造の設計に向けた新たな知見を提供するものである。

Moumita Kundu, Ulrich Nowak2026-10-01
🔬 メソスケール物理学

Atomic-Scale Imaging of Lattice Relaxation and Topological Flat Bands in Helical Trilayer Graphene

本研究は、走査型近接場光学顕微鏡および低温走査型トンネル顕微鏡を用いることで、ヘリカル三層グラフェンにおける原子スケールの格子緩和とトポロジカルなフラットバンドを明らかにし、約1.9°のマジック角を特定するとともに、格子構造と電子特性の間の直接的な微視的関連性を確立したものである。

Shudan Jiang, Zonglin Li, Yu Gu, Liang Liu, Dandan Guan, Yaoyi Li, Hao Zheng, Canhua Liu, Kenji Watanabe, Takashi Tanigu (…)2026-10-01
🔬 材料科学

Training and memory in a randomly driven fractal gel

本研究は、X線光子相関分光法を用いることで、フラクタルナノ粒子ゲルが、決定論的な周期的なせん断と比較して速度は遅く不規則ではあるものの、内部応力の再分配を誘発し不可逆的な歪み変位を減少させることにより、ランダムなせん断駆動に対する微細構造の可逆性と記憶を示すよう訓練できることを実証している。

Chloe W. Lindeman, Joshua D. Clugston, Justin C. Goodrich, Mark Sutton, James L. Harden, Robert L. Leheny2026-10-01
🔬 材料科学

A latent-space extrapolation grade built into graph atomic cluster expansion foundation potentials

本論文では、GRACE基盤ポテンシャルに統合された、計算効率の高い原子ごとの不確実性指標である、較正済みマハラノビス(CALM)外挿グレードを紹介するが、これは潜在空間における距離と力の誤差を相関させることで構造的および化学的な外挿を確実に検出し、標的を絞ったデータ収集を導くものである。

Yury Lysogorskiy, Anton Bochkarev, Ralf Drautz2026-10-01
🔬 材料科学

A Different Perspective on Superconductivity in Crystalline Graphene: Exploiting Energetics

本論文は、結晶性グラフェンにおける広範かつ境界に限定された超伝導性を、縮退したアイソスピン秩序を持つ常伝導状態間の一次転移の結果として説明する「二親(two-parent)」的なエネルギー論的枠組みを提案するものであり、そこでは、わずかなペアリングエネルギーの利得であっても、正味の自由エネルギー利得を最大化する常伝導状態の親を選択することによって、超伝導体を安定化させることができる。

Ke Wang, Shicong Song, K. Levin2026-10-01
🔬 メソスケール物理学

Crystal Dislocations as Atomic Scale Ratchets

本研究は、面心立方構造ニッケル内における転位の原子スケールのジョグが、非アフィン的な原子変位と歪み様テンソルとの結合によって駆動される幾何学に根ざしたメカニズムにより、反転荷重下で著しく高い抗力を示すことで機械的応答の対称性を打破することを明らかにしており、これは古典的な塑性モデルに異を唱えるとともに、疲労耐性を向上させるための新たな道筋を提示するものである。

Wu-Rong Jian, Yifan Wang, Wei Cai2026-09-30