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。

Grain boundary segregation of light elements and their effects on cohesion in ferritic steels

本研究は、6 つのモデルフェライト鉄粒界にわたる包括的な密度汎関数理論計算を用いて、ホウ素と炭素が凝集力を増強する一方、ヘリウム、酸素、硫黄が強力な脆化剤として作用することを明らかにする体系的な第一原理データセットを確立するとともに、標準的なサンプリング基準では不十分であり、正確な偏析エネルギーの予測には緩和後の最近接原子間距離が重要であることを示している。

Han Lin Mai, Xiang-Yuan Cui, Tilmann Hickel, Simon P. Ringer, Jörg Neugebauer2026-05-05🔬 cond-mat.mtrl-sci

Interplay of Valley, Orbital, Spin, and Layer Degrees of Freedom in Ta2_2CS2_2 MXene

本論文は、非対称構造を有するMXene Ta2_2CS2_2が、本質的な電気分極によって谷、軌道、スピン、および層の自由度間の調整可能な相互作用を可能にする多目的プラットフォームとして機能し、谷依存性スピン分裂や軌道/スピンホール効果といったスイッチ可能なスピン軌道電子現象をもたらすことを示す。

Kunal Dutta, Anupam Mondal, Sayantika Bhowal, Subhradip Ghosh, Indra Dasgupta2026-05-05🔬 cond-mat

Multi-probe detection of domain nucleation across the metal-insulator transition in VO2_2

本研究は、異なる粒径を有する VO2_2 薄膜における金属 - 絶縁体転移に伴う熱ヒステリシスとドメインの成長、相互作用、および核形成との相関を明らかにするため、巨視的な第一順反転曲線測定と微視的な赤外イメージングを組み合わせたマルチプローブ手法を採用している。

Shubhankar Paul, Giordano Mattoni, Amitava Ghosh, Pooja Kesarwani, Dipak Sahu, Monika Ahlawat, Ashok P, Amit Verma, Vishal Govind Rao, Chanchal Sow2026-05-05🔬 cond-mat

Strong light-matter interactions in hybrid polaritonic systems

本特集記事は、ポラリトンを形成するための強光・物質結合を可能にする構造と材料を概観し、主要な現象と研究ツールについて論じ、さらにこれらのハイブリッド励起子が光学的、電子的、化学的性質の制御にどのように活用できるかを強調する。

Ben Johns, Andrea Schirato, Federico Toffoletti, Tommaso Giovannini, Mirko Vanzan, Margherita Marsili, Giovanni Parolin, Giulia Dall'Osto, Ajay Kumar Poonia, Chiara Cappelli, Francesca Baletto, Stefan (…)2026-05-05🔬 physics.optics

Spin caloritronics: History and future prospects of experiments

本論文は、スピン熱輸送をスピンエレクトロニクスと統合する分野であるスピンカロリトロニクスの歴史的発展と実験的知見を概観し、この学問が基礎研究から実用的材料科学へと移行する中で、測定技術、物理学、材料科学、および工学応用の各分野における将来展望について論じる。

Ken-ichi Uchida, Takamasa Hirai2026-05-05🔬 cond-mat.mtrl-sci

Physics-Constrained Learning of Dose-Dependent Spectral Degradation in Metal--Organic Frameworks from In Situ Low-Loss EELS

本論文は、in situ 低損失 EELS データを用いて金属有機構造体 MIL-101(Fe) の線量依存性スペクトル劣化を物理情報ニューラルネットワークでモデル化し、C–O 結合および C–C 結合が電子線損傷に対して最も感受性が高いことを明らかにするとともに、π\piπ\pi^{*} ウィンドウにおける混合低エネルギー応答を同定した。

Gabriel T. dos Santos, Roberto dos Reis, Vinayak P. Dravid2026-05-05🔬 cond-mat.mtrl-sci

Geometric Percolation Threshold Defines Half-Metallic Window in Vacancy-Doped Titanium disulfides

本研究は、空孔ドープされた単層 1T-TiS₂における見つけにくい半金属性のパラドックスを解決し、局所磁気モーメントをスパンニングクラスターへと連結させるために臨界空孔濃度約 12.5% における普遍的な幾何学的パーコレーション遷移が必要であることを実証することで、移動性半金属強磁性を達成するための狭い機能窓(11% < x < 15%)を定義する。

Shrestha Dutta, Rudra Banerjee2026-05-05🔬 cond-mat.mtrl-sci

Compositionally tuned phase transformations enhance pyroelectric energy harvesting from low-grade heat

本研究は、Ba1x_{1-x}Srx_xTiO3_3の組成を遷移領域(具体的には Sr0.19_{0.19})に調整することで、電気的リークを抑制しつつ実質的な分極を維持することにより、エネルギー密度と耐久性のバランスを最適化し、外部バイアスなしに低品位熱から安定かつ高効率な熱電エネルギー収集を可能にすることを示している。

Ruiheng Geng, Ka Hung Chan, Xinyue Huang, Nobumichi Tamura, Faqiang Zhang, Wanjia Han, Yang Zhang, Chenbo Zhang, Xian Chen2026-05-05🔬 physics.app-ph

Microscale bending plasticity and fracture behavior of amorphous aluminum oxide films

この研究は、非晶質酸化アルミニウム薄膜におけるマイクロスケールの曲げ塑性が堆積法と欠陥分布に強く依存しており、パルスレーザー堆積および原子層堆積薄膜は顕著な延性を示す一方、スパッタリング堆積薄膜は脆性破壊を起こすが、いずれも同様の破壊靭性を示し、局所的な亀裂先端塑性を欠くことを実証している。

Nidhin George Mathews, Erkka J. Frankberg, Vivek Devulapalli, Chandan Kumar, Barbara Putz, Aloshious Lambai, Sergei Khakalo, Mattia Cabrioli, Bjarke Holl Christensen, Janne-Petteri Niemelä, Arnold Mil (…)2026-05-05🔬 cond-mat.mtrl-sci