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

A flexible kinetic Monte Carlo framework for GaN molecular beam epitaxy with adaptive on-the-fly barrier evaluation

本論文は、定義済みの活性化エネルギーカタログと、適応的な機械学習によるオンザフライの障壁評価を統合することで、島形成、オストワルト熟成、および温度駆動型の島歩行といった複雑な成長現象を正確にモデル化する、GaN分子線エピタキシーシミュレーションのための柔軟かつスケーラブルな格子ベースのキネティックモンテカルロ・フレームワークを提示する。

Sajid Ali, Norbert Krause, Carla Verdi2026-07-29
🔬 materials science

MANDALA: An E(3)-Equivariant Graph Neural Network Framework for Learning Electronic-Structure Operators with Observable Guidance

Mandalaは、ブロック疎な量子演算子を学習することでバンド構造や状態密度といった電子的な観測量を直接予測し、従来の機械学習による原子間ポテンシャルを補完することで、機械学習と電子構造計算の間の溝を埋める、モジュール式かつE(3)等変なグラフニューラルネットワークフレームワークである。

Bartosz Brzoza, Wiktoria Szopa, Zakaria Elabid, Vincent Martinetto, Varadarajan Rengaraj, Mani Lokamani, Thomas D. Kühne (…)2026-07-29
🔬 materials science

First-Principles Origins of Charge Transport in Molecular Semiconductors

本論文は、非摂動的なグリーン・クブー動力学に基づくパラメータフリーの第一原理フレームワークを導入しており、これは多様な領域における分子半導体の電荷輸送を正確に予測し、DNTTの微視的なメカニズムを、過渡的な局在化を相関のあるオンサイトの無秩序に帰することによって従来の説を覆し、そしてフェナセンファミリーを高移動度材料への有望な方向性として特定するものである。

Tong Jiang, Joonho Lee2026-07-29
🔬 materials science

Identifying Contact Barrier Types in Few-Layer MoS2 Devices Using Correlative IV, LBIC, and Bias-Dependent KPFM

本論文は、IV、LBIC、およびバイアス依存型KPFMを組み合わせた統合的な実験的枠組みを提示することで、数層MoS2デバイスにおけるショットキー接触とトンネル接触の障壁を明確に識別および特性評価し、熱アニールによって全抵抗は減少するものの、接触障壁が依然として支配的な制限要因であることを実証している。

Ariane Ufer, Zeinab Eftekhari, Benjamin Mayer, Hendrik Lambers, Hubert J. Krenner, Rebecca Saive, Ursula Wurstbauer2026-07-29
🔬 mesoscale physics

Everything is a Spin: The Secret Lives of SU(2)

このレビューは、多様な量子系にわたるSU(2)自由度の幾何学的言語を統合することで、対称性によって保護された波動関数の連続性とトポロジカルな巻き付きが、次世代のメモリ、スイッチング、およびセンシング技術を設計するための実用的なフレームワークとしてどのように機能するかを実証するものである。

Avik W Ghosh2026-07-29
🔬 mesoscale physics

Anisotropic domain wall velocity profiles in the creep regime: the interplay of chiral damping, stiffness and Dzyaloshinskii-Moriya interaction

本論文は、磁気バブルドメインの異方性膨張を正確に記述するために、分散型ドメイン壁剛性とカイラル減衰を組み込んだ拡張角クリープモデルを提示し、それによってジャロシンスキー・守谷相互作用およびカイラル動的効果の定量的な抽出を強化するものである。

Adriano Di Pietro, Alessandro Magni, Stefania Pizzini, Frowin Dörr, Yasser Shokr, Gianfranco Durin, Silvia Tacchi, Marco (…)2026-07-29
🔬 materials science

Transformer Atomic Cluster Expansion: TRACE

本論文は、原子クラスター展開の相関関係と局所的なマルチヘッド・クロスアテンションを組み合わせることにより、多形相転移、液体構造、および化学反応性を含む多様な物理現象のモデリングを成功裏に統合した、エネルギー保存型の機械学習アーキテクチャであるTransformer Atomic Cluster Expansion(TRACE)を導入するものである。

Paramvir Ahlawat2026-07-29
🔬 materials science

Physics-Guided Interpretable Machine Learning Framework for Anomalous Transport in Crowded Media with Tunable Flexibility

本論文は、ブラウンクラスターダイナミクス・シミュレーションとSHAP解析を組み合わせた物理学に基づいた解釈可能な機械学習フレームワークを提示し、混雑、組成、および調整可能な結合の柔軟性が混雑した媒体内における粒子輸送に与える個別の効果および結合した効果を定量的に分離することで、結合の柔軟性が不均一なコロイドネットワークにおける緩和の明確な調節因子であることを明らかにしている。

Zakiya Shireen, Sujin B. Babu2026-07-29
🔬 materials science

Stacking Polarity-Controlled Interlayer Photocarrier Dynamics in MoSe2/MoS2 Heterostructures

本研究は、MoSe2_2/MoS2_2ヘテロ構造において、スタッキング極性が層間光キャリアダイナミクスのグローバルな制御パラメータとして機能することを示しており、3Rスタッキングにおける界面終端を設計することで、界面の波動関数の重なりを変調し、電荷移動速度および層間エキシトン寿命の決定論的なチューニングが可能になることを明らかにしている。

Gbenga S. Agunbiade, Ting Zheng, Hui Zhao2026-07-29
🔬 materials science

Singular geometry and eigenframe topology in local rank-2 tensor observables

本論文は、電場勾配のような対称な二階テンソルは滑らかに見える一方で、その大きさの順序に基づく主値表現は、退化の周囲を連続的に輸送することで固有フレームの二値的な方位反転を誘起するという、グローバルなトポロジカル効果を隠蔽していることを明らかにしており、この現象は、ルチル型TiO2、SnO2、および立方晶MgOにおける歪み制御された第一原理計算を通じて実証されている。

I. C. J. Yap, B. Doerschel, S. Q. Jin, T. T. Dang, P. M. Scott, H. C. Hofsaess, D. C. Lupascu, A. Krawczuk, J. H. Schell2026-07-29