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

Crystal forming ability of amorphous refractory metals under nanoindentation: a molecular dynamics study

この分子動力学研究は、非晶質ろう溶融金属(V、Nb、Mo、Ta、W)がナノインデンテーション中にせん断駆動型のバルク核生成および成長を経てbcc結晶へと変態すること、そしてその結晶形成能がVからWに向かって減少し、インデンテーション速度と逆比例してスケールすることを示しており、これは変態速度が熱力学的駆動力ではなく結合の凝集強度によって支配されていることを示唆している。

Prashant Dwivedi, Alberto Fraile, Tomas Polcar2026-07-30
🔬 materials science

Structure-Property Correlation of Cr/Cu-MnFeCoNi High-Entropy Alloys for Alkaline Water Electrolysis

本研究は、MnFeCoNiベースの高エントロピー合金においてCrをCuで置換することにより、中間体の結合を有利にするための電子構造の変調および酸素発生反応中の動的なCuリッチな表面再構成の誘導を通じて、アルカリ水電解における二機能性を大幅に向上させることを示している。

Shreyasi Chattopadhyaya, Raphael B. de Oliveira, Deepti Gangwar, Tymofii S Pieshkov, Marcelo L. Pereira Junior, Dhiman B (…)2026-07-30
🔬 materials science

The electric field gradient tensor as a symmetry-adapted order parameter in Landau theory

本論文は、電場勾配(EFG)テンソルを対称適応秩序変数として扱う体系的なランダウ理論の枠組みを確立し、既約表現に基づいて構造相転移に対するその線形または二次応答の予測を可能にし、実験データおよび第一原理計算を通じてこれらの予測を検証するものである。

L. Scalise, A. W. Carbonari2026-07-30
🔬 materials science

Instability-induced bistable shape-morphing kirigami structures

本論文は、制御された幾何学的フラストレーションと不安定性誘起の展開を利用することで、シミュレーションおよび実験によって検証された、プログラム可能で安定かつ調整可能な双安定形状変化能を実現する、異方性キリガミ構造のための逆設計フレームワークを提示するものである。

Xiaoyuan Ying, Marcelo A. Dias2026-07-30
🔬 applied physics

Two-magnon scattering in the framework of the Lippmann-Schwinger equation

本論文は、弱い欠陥ポテンシャルからの二マグノン散乱をモデル化するためのリップマン・シュウィンガー・フレームワークを導入し、散乱が有効場摂動と縮退したスピン波状態との間の重なりによって決定されることを示し、それによって鉄ガーネット薄膜における結晶方位と磁気線幅の広がりとの関連付けを行っている。

Jorge Marquez Chavez, Ondřej Wojewoda, Yixuan Song, Geoffrey S. D. Beach, Caroline A. Ross2026-07-30
🔬 materials science

Theory of phonon-magnon hybridization and angular momentum in CrI3_3 and CrBr3_3

本論文は、CrI3_3およびCrBr3_3におけるフォノン・マグノン混成を定量化するための拘束ハミルトニアン枠組みを構築し、顕著な混合(CrBr3_3では最大25%)を明らかにし、全角運動量が保存されつつ、混成したフォノンおよびマグノン部分系間でどのように共有されるかを実証するものである。

Maxime Mignolet, Miquel Royo, Massimiliano Stengel, Matthieu J. Verstreate2026-07-30
🔬 materials science

Generation of representative powder particle packing in 2D/3D: which tool for which application?

本論文は、代表的な2次元および3次元の粉体粒子充填を生成するための4つのオープンソースツールを工業規格に対してベンチマーク評価しており、離散要素法(DEM)コードが最も高い充填密度を達成する一方で、逐次的な落下・転がりアルゴリズムは、多くの用途において許容可能な精度を持ちつつ計算効率の高い代替手段となることを明らかにしている。

Antoine Tainturier, Louis Lemarquis, Victor Szczepan, Marc Bernacki2026-07-30
🔬 materials science

No band gap, no problem: Defects in InAs using a band-avoiding occupation-constrained density functional theory

本論文は、インジウムヒ素(InAs)のような狭バンドギャップ半導体におけるゼロバンドギャップ問題を克服し、標準的なDFTが実験的なバンドギャップを再現できないにもかかわらず、原子欠陥準位の正確な予測を可能にする、バンド回避占有制約密度汎関数理論(ba-occ-DFT)法を導入するものである。

Peter A. Schultz, Arthur H. Edwards, Evan M. Anderson, Anthony C. Knighton, Leopoldo Diaz2026-07-30
🔬 materials science

Towards real-time surrogate-free Bayesian inversion for neutron reflectometry

本論文は、物理的な直感性を損なうことなく、複雑な試料に対しても最先端の不確実性定量化の速度と堅牢性を提供するために、正確な勾配を利用して高効率なハミルトニアンモンテカルロ法および変分推論を可能にする、中性子反射率測定のための迅速かつサロゲートフリーなベイズ逆解析フレームワークを導入するものである。

Max D. Champneys, Andrew J. Parnell, Philipp Gutfreund, Maximilian W. A. Skoda, Patrick A. Fairclough, Timothy J. Rogers (…)2026-07-29
🔬 materials science

Dual-Level Atomic and Coordination Geometry Learning for Crystal Property Prediction Using Graph Neural Networks

本論文は、既存のモデルでは見落とされがちな基礎的な構造単位を捉えることで、結晶特性の予測において最先端の精度を達成するために、双方向クロスアテンションを用いて原子、結合、および配位多面体のレベルを明示的にモデリングするマルチスケール・グラフニューラルネットワークであるCoordination Polyhedron Graph Network (CPGN) を提案している。

Sanjay Chakraborty2026-07-29