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

Probing multipolar order in the candidate altermagnet MnF2_2 through the elastocaloric effect under strain

本研究は、エラストカロリック実験、自由エネルギーモデリング、および第一原理計算を組み合わせることで、MnF2_2におけるアルター磁性臨界点の熱力学的プローブを確立し、磁気マルチポールと一軸歪みとの間の結合が、いかにしてd波アルター磁性体におけるマルチポール秩序の検出に利用され得るかを実証している。

Rahel Ohlendorf, Luca Buiarelli, Hilary M. L. Noad, Andrew P. Mackenzie, Rafael M. Fernandes, Turan Birol, Jörg Schmalia (…)2026-07-30
🔬 materials science

Unlocking the Power of Orbital-Free Density Functional Theory to Explore the Electronic Structure Under Extreme Conditions

著者らは、極限条件下での電子構造計算においてコーン・シャム・レベルの精度を達成しつつ、従来の手法と比較して数百倍の計算高速化を実現する、非経験的でコーン・シャム補助型の軌道自由密度汎関数理論の枠組みを提示している。

Cheng Ma, Qiang Xu, Zhenhao Zhang, Ke Wang, Ying Sun, Wenhui Mi, Zhandos A. Moldabekov, Tobias Dornheim, Jan Vorberger (…)2026-07-30
🔬 materials science

Isolation of spin-valley locked nodal-line fermions in dd-wave AV2X2O\mathrm{AV_2X_2O} altermagnets

本論文は、AV2X2O\mathrm{AV_2X_2O}族のdd波アルター磁性体が、鏡映対称性によって保護された堅牢なスピン・谷ロック型ノダルライン・フェルミオンを実現するための多才なプラットフォームであることを特定し、層エンジニアリングと電子相関を通じてこれらのトポロジカル状態を孤立させるための一般的な設計原理を提示している。

Pritesh Srivastava, Rahul Verma, Bahadur Singh2026-07-30
🔬 materials science

Thermodynamics-Informed Machine Learning for Energy Materials Discovery

この視点は、エネルギー材料探索における次なるフロンティアは、静的なゼロ温度でのエネルギー予測を超え、現実的な動作条件下での材料挙動を支配するエントロピーと非調和性の本質的な役割を捉える、熱力学に基づいた機械学習モデルの開発にあると主張している。

Pol Benítez, Cibrán López, Claudio Cazorla2026-07-30
🔬 mesoscale physics

Giant Bulk-Rashba Splitting in Polar Topological Insulator BiSbTeS2_2

第一原理計算により、秩序化されたBiSbTeSe2_2は反転対称性を破ることで巨大なバルクRashbaスピン分裂を示すとともに、強固なトポロジカル表面状態を併せ持つことが明らかになり、バルクおよび表面のスピン電荷輸送現象の共存を調査するための独自のプラットフォームとして確立されている。

Ritam Chakraborty2026-07-30
🔬 materials science

Physics-informed Machine Learning Prediction of Hubbard Interaction Parameters

本研究は、遷移金属酸化物におけるcRPA由来のハバード相互作用パラメータ(UeffU_{\rm eff}VV、およびJJ)を正確に予測する物理情報に基づく機械学習モデルを提示するものであり、ハイスループット・スクリーニング能力と、これらの相互作用を支配する電子および構造的要因に関する新たな物理学的知見の両方を提供する。

Jiyeon Kim, Indukuru Ramesh Reddy, Bongjae Kim, Sooran Kim2026-07-30
🔬 materials science

PUDA: An AI-Native Hardware Harness for Self-Driving Laboratories

PUDAは、従来のグラフィカル・インターフェースを決定論的なコマンドライン・ランタイムへと置き換えることで、自律型エージェントによる実験の実行を可能にし、構造化された連結レコードを通じて完全なデータのプロベナンス(由来)と監査可能性を保証する、自律型実験室向けのヘッドレスかつAIネイティブなハードウェア・ハーネスを導入します。

Zekun Ren, Hongzhao Tan, Jiaen Yee, Kedar Hippalgaonkar2026-07-30
🔬 materials science

Nanoscale Imaging of Strain-Controlled Altermagnetic Domains in {\alpha}-MnTe

本研究は、走査型窒素空孔磁気計測を用いることで、バルクのα\alpha-MnTeにおけるアルター磁性ドメインが、圧縮時におけるドメイン合体と除荷時における準安定な断片化というヒステリシス過程を通じて、機械的歪みによって制御されることを明らかにし、歪みによるプログラミングが可能なスピントロニクスデバイスへの経路を確立するものである。

Alex L. Melendez, Sijie Xu, Liangbo Liang, An-Ping Li, Pengcheng Dai, Hu Miao, Zhaoyu Liu, Huan Zhao2026-07-30
🔬 materials science

Quantum Geometry-Driven RKKY: From Flat to Dispersive Bands

本論文は、フラットバンド系において、RKKY交換相互作用が仮想的なバンド間遷移によって支配され、その指数関数的な減衰長がバンドギャップと量子幾何の両方によって決定されること、および分散の回復が、減衰の裾を1/R21/R^2から1/R31/R^3へと変化させる幾何学的選択効果を誘起し得ることを示している。

Zhenggang Zhou, Chuang Li, Lun-Hui Hu2026-07-30
🔬 materials science

Transient Detour and Cooperative Oxygen Exchange in the Polarization Switching of Ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2

機械学習力場を用いた分子動力学シミュレーションを用いることで、本研究は、強誘電体Hf0.5Zr0.5O2における分極反転が、従来の単純な変位モデルではなく、独自の「デツアー(回り道)」経路と内部的な自己補償を伴う、3配位および4配位の酸素原子間の協同的かつ一過性の交換によって駆動されていることを明らかにしている。

Ryotaro Sahashi, Po-Yen Chen, Teruyasu Mizoguchi2026-07-30