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

Multivalley 3D Electronic Structure of PbSe from Soft-X-Ray ARPES and First-Principles Calculations

ソフトX線角度分解光電子分光法と第一原理計算を組み合わせることで、本研究は、ハイブリッド汎関数およびGWGW近似がバルクPbSeのマルチバレー電子構造を正確に再現する一方で、セミローカル汎関数は失敗することを立証しており、熱電性能を予測する上での精密なバンド構造モデリングの極めて高い重要性を強調している。

Zefeng Cai, Valentine V. Volobuev, Jędrzej Korczak, Enrico Della Valle, Hantian Liu, Moritz Hoesch, Sergey M. Frolov, To (…)2026-09-21
🔬 材料科学

Strong-coupling multigap superconductivity in the Heusler compound ScAu2_2Al

本研究は、比熱および輸送特性の実験的測定と第一原理超電導理論に基づくエリャシュベルグ計算を組み合わせることにより、ScAu2_2Alが転移温度約5 Kを持つ強結合・マルチギャップ超電導体であることを確立し、大きな比熱跳躍、2つの異なる超電導ギャップ、および粒界における無秩序に起因する熱力学的上部臨界磁場と電気抵抗的上部臨界磁場の間の不一致を明らかにしている。

Jozef Kačmarčík, Zuzana Pribulová, Yevhen Petrenko, Gabriel Kuderowicz, Paweł Wójcik, Michał J. Winiarski, Szymon M. Kró (…)2026-09-21
🔬 材料科学

PAOFLOW: an automated suite for ab initio electronic, transport, and topological properties of materials

本論文は、多様な電子、輸送、およびトポロジカルな特性の費用対効果の高いハイスループット解析を可能にするために、平面波DFT計算から擬似原子軌道ハミルトニアンの構築を自動化するオープンソースのPythonスイートであるPAOFLOW 3.0を紹介するものであり、これにはVASPサポート、ハバード補正、および量子輸送シミュレーションを含む新しい機能が含まれている。

Anooja Jayaraj, Sergio Alvarruiz, Mia Falatko, Zhiren He, Jonathan Red, Caua F. Schuch, Karma Tenzin, Chao Chen Ye, Davi (…)2026-09-21
🔬 メソスケール物理学

Non-Hermitian impurity scattering in graphene: Boltzmann transport and thermoelectric response

本論文は、希薄な非エルミート不純物を含む単層グラフェンにおける電荷および熱電輸送を調査し、利得(ゲイン)がキャリア寿命と熱電性能を向上させる一方で、吸収がそれらを抑制することを示し、それによって非エルミート散乱がグラフェンのエネルギー依存的な緩和および熱電応答を制御するための調整可能なメカニズムであることを立証している。

Juan A. Cañas, Daniel A. Bonilla, A. Martín-Ruiz2026-09-21
🔬 材料科学

Symmetry Classification of Multipolar Orders in Crystals: Theory, Property Tensors and Automated Analysis with MagSymMultipoles

本論文は、結晶における電気的および磁気的多重極秩序を体系的に分類するための統一的なデカルト座標系フレームワークと、それに付随するウェブツールであるMagSymMultipolesを提示し、これらの対称性を許容される物理的特性テンソルに直接結びつけることで、強誘電体、磁気電気材料、およびアルターマグネットといった材料の直感的な解析を可能にするものである。

Maxime Braun, Quintin N. Meier2026-09-21
🔬 材料科学

Uncertainty quantification design principles for machine learning interatomic potentials: lessons learned from hierarchical Bayesian inference

本論文は、アルゴンのクラスター展開データを用いて機械学習原子間ポテンシャルの不確かさ定量化戦略をベンチマークし、精度、較正、および誤差識別を効果的に両立させつつ、信頼性の高い応用に向けて不確かさの要因を明示的に解明する階層的ベイズガウス過程設計を提案するものである。

Brennon L. Shanks, George Simmons, Albert P. Bartók, James. R. Kermode2026-09-18
🔬 材料科学

Targeted synthesis of polycrystalline vanadium dioxide thin films via post-deposition annealing

本論文は、常温での反応性パルスレーザー堆積法とその後の真空アニーリングを用いることで、従来の高温による制約を克服し、ニューロモーフィック・ハードウェアへのCMOS互換性を可能にする、多結晶二酸化バナジウム薄膜の新規な合成手法を提示するものである。

Kirill Trunov, Yuri Lebedinskii, Ilya Zavidovskiy, Sergey Novikov, Alexander Morozov, Petr Shvets, Ksenia Maksimova, And (…)2026-09-18
🔬 材料科学

Kinetic energy functional constructed from exact gradient expansion of second order in uniform gas limit

本論文は、Thomas-Fermi-von Weizsäckerの枠組みを、厳密な二次の勾配展開を保持することで復活させ、拡張系および有限系の両方において最先端の精度を達成しつつ、効率的な大規模軌道自由密度汎関数理論(Orbital-Free DFT)シミュレーションを可能にする、一般化勾配近似レベルにおけるパラメータフリーかつ半局所的な運動エネルギー密度汎関数であるKGE2を導入するものである。

Abhishek Bhattacharjee, Hemanadhan Myneni, Manoj K. Harbola, Prasanjit Samal2026-09-18
🔬 材料科学

A Generalizable Framework for Building Executable Domain-Specific LLMs under Data Scarcity: Demonstration on Semiconductor TCAD Simulation

本論文は、大規模なドメイン知識を統合し、IR駆動型の直接選好最適化(Direct Preference Optimization)ワークフローを活用することで、半導体TCADやFEMシミュレーションのようなデータが乏しい科学分野において汎用モデルを凌駕する、コンパクトで実行可能なドメイン特化型LLMを構築するための、スキーマ優先のアライメント・フレームワークを提示する。

Di Wang, Zhenhua Wu, Yu Liu, Kai Chang, Shaohua Wu2026-09-18
🔬 材料科学

Machine-Learning Exploration of Defect Topologies and Thermodynamic Stability in Graphene with Atomic Vacancies

本研究は、半経験的な原子論的熱力学と解釈可能な機械学習および記号回帰を組み合わせることで、原子空孔を持つグラフェンの熱力学的安定性をマッピングし、複雑な構造と安定性の関係を、欠陥濃度と空孔間距離が支配的な要因であることを特定するコンパクトで高精度な解析的法則へと見事に凝縮した。

Marcos V. N. da Costa, José R. da M. Lima Filho, Kádila R. de S. Oliveira, Raphael M. Tromer, Marcelo L. Pereira Junior2026-09-18