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。

🔬 材料科学

Polar discontinuity screening by charge disproportionation in ferroelectric-nickelate superlattices

密度汎関数理論を用いて、本研究は、SmNiO3_3における電荷不均一化が、電子を再分配しニッケルの酸化状態を変化させることで界面電荷を補償するという、強誘電体BaTiO3_3との界面における極性不連続性を遮蔽するための新たなメカニズムとして機能することを実証している。

Edith Simmen, Jonathan Amara, Philippe Ghosez, Nicola A. Spaldin2026-09-28
🔬 材料科学

Dielectric response of the antiferromagnetic multiferroics with cycloidal equilibrium for the polarization related to the noncollinear spins

本論文は、サイクロイド状の平衡状態と微弱な強磁性を有する反強磁性マルチフェロイックの線形誘電応答を解析的に調査し、非共線的なスピンに起因する分極、低周波のギャップレスなスピン波、およびスパイラル構造が交流電場に対する系の応答にどのように影響するかを示すために、動的電気感受率テンソルを導出するものである。

Pavel A. Andreev2026-09-28
🔬 材料科学

Ferroelectric Switching in ZnO/Zn1-xMgxO Heterostructures: Atomistic Insights into Interfacial Coupling and Layer Architecture

本研究は、ReaxFF分子動力学法と実験的検証を用いて、ZnO/Zn1-xMgxOヘテロ構造における強誘電スイッチングを最適化するための設計変数として層トポロジーと界面の機械的拘束が極めて重要であることを示し、特定の構造的配置が応力支援による協同経路を通じて、必要なスイッチング電界を大幅に低減できることを明らかにしている。

Alireza Sepehrinezhad, Ali Mohammadi Dinani, Ece Gunay, Elizabeth C. Dickey, Jon-Paul Maria, Susan Trolier-McKinstry, Ad (…)2026-09-28
🔬 材料科学

Scaling Density Functional Theory with Gaussian Splatting

本論文は、分子軌道を最適化されたガウス関数の雲として表現することで、大幅に少ないパラメータ数と二次的なメモリスケーリングによる高精度を実現し、単一の4GPUノード上で最大2,742原子までの大規模な系のシミュレーションを可能にする、密度汎関数理論のためのガウス・スプラッティング(GS-DFT)という新しい手法を導入するものである。

Andrés Guzmán-Cordero, Cindy Zhang, Majdi Hassan, Marta Skreta, Kirill Neklyudov, Matija Medvidović2026-09-28
🔬 材料科学

Crystallographic-orientation dependence of the early-stage oxidation of Zr single crystals: an XPS study of suboxide formation and in-depth distribution

このXPS研究は、純ジルコニウム単結晶の初期段階の酸化が結晶構造依存的であり、底面配向と比較して、柱状配向に近い配向の方が酸化速度が速く、サブオキサイドの均一な分布を含むより厚い酸化膜を形成すること、そして両者が3段階の対数的な動力学に従うことを明らかにしている。

Joaquin Sacanell, Flavio Conde2026-09-28
🔬 材料科学

Retrainable physics-integrated neural differentiable modeling of sintering across material systems

本論文は、疎なデータにおいても多様な材料系にわたって焼結密度と結晶粒径の進化を正確に予測し、標準的なニューラルネットワークのベースラインを凌駕する、再学習可能な物理統合型ニューラル微分可能フレームワークであるSinter-PiNDiffを紹介しており、密度依存的な速度論的フィードバックの極めて重要な役割を強調している。

Zeping Chen, Ani Aprahamian, Khachatur V. Manukyan, Tengfei Luo2026-09-28
🔬 材料科学

A Unified Spin-Fermion Framework for Magnetic Diversity in Chromium Monopnictides

本論文は、化学圧力が構造歪みと遍歴性の変化を駆動し、それによって競合する交換相互作用を再構成することで、共通の高スピンd5d^5スピンフェルミオン電子構造をアルター磁性からフラストレートした無秩序までの一連の異なる磁性相へと変容させることを示すことにより、等電子的なクロムモノプニクタイド(CrSb, CrAs, CrP)における多様な磁気挙動を説明する統一的な微視的枠組みを確立するものである。

Ruoshi Jiang, Bartomeu Monserrat2026-09-28
🔬 材料科学

Ultrafast Photo-induced Phase Change in SnSe

時間分解マルチテラヘルツ分光法を用いることで、研究者らは1.55 eVの光励起によって駆動されるSnSeにおける超高速かつ非熱的な電子相変化を観測し、それは二峰性の導電性ダイナミクスと、約6 mJ/cm²の臨界フルエンス以上で発生するマクロなバンドギャップ崩壊によって特徴付けられる。

Benjamin J. Dringoli, Mark Sutton, Zhongzhen Luo, Mercouri G. Kanatzidis, David G. Cooke2026-09-25
🔬 材料科学

Low Speed Oblique Impact Behavior On Granular Media Across Gravitational Conditions; The role of cohesion

本研究は、数値的および解析的なモデリングを用いて、低重力下における粒状体への低速斜め衝突において凝集力が極めて重要な影響を及ぼすことを示し、既存のスケーリング則では不十分であることを明らかにした上で、凝集力、摩擦、および重力条件の間の複雑な相互作用を正確に捉えるための新たな無次元パラメータの必要性を強調するものである。

Seungju Yeo, Rachel Glade, Alice Quillen, Hesam Askari2026-09-25
🔬 材料科学

Dirac semimetal strontium iridate thin films with strong spin-orbit interaction for magnetic heterostructures

本研究は、様々な基板上におけるエピタキシャルSrIrO3_3薄膜およびSrIrO3_3/La0.7_{0.7}Sr0.3_{0.3}MnO3_3ヘテロ構造の構造的、電子的、および磁気的特性を調査し、エピタキシャル歪みと強いスピン軌道相互作用が、スピントロニクス酸化物デバイスへの応用のための輸送現象や近藤散乱をどのように制御するかを明らかにしている。

Gennady A. Ovsyannikov, Nikita V. Dubitskiy, Georgi D. Ulev, Karen Y. Constantinian, Ivan E. Moskal, Victoria A. Baydiko (…)2026-09-25