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。

🔬 メソスケール物理学

Spatiotemporal programming via asymmetric dielectric engineering for nonvolatile 2D optoelectronics

本論文は、両極性2次元半導体において、単一ゲート制御によるp-n接合およびn-p接合の極性間の非揮発的かつ可逆的な切り替えを可能にするため、デュアルフローティングゲート構造における非対称誘電体スタックを用いた時空間プログラミング戦略を提示し、それによって高密度で多機能なインテリジェントハードウェアを促進するものである。

Xiaoguang Luo, Xiaolong Zhang, Honglei Chen, Jiaming Wang, Fan Liu, Jiongtao Zhang, Junqiang Zhang, Yihan Yin, Jinpeng X (…)2026-09-15
🔬 メソスケール物理学

Proximity-induced charge density waves in a moiré heterobilayer

第一原理計算によれば、ツイストされたNbSe2_2/MoSe2_2ヘテロ二層における近接効果は、主にファンデルワールスギャップを挟んだセレン原子間の立体反発によって引き起こされる、MoSe2_2層における極めて不均一な電荷密度波を誘起することが明らかになった。

Christopher T. S. Cheung, Arash A. Mostofi, Johannes Lischner2026-09-15
🔬 材料科学

How Accurately Can We Describe Spin Crossover?

本論文は、ハイブリッド密度汎関数における範囲分離パラメータの較正を通じて実験的な転移温度を逆解析することにより、スピンクロスオーバーエネルギーを体系的に決定するプロトコルを提案するとともに、関連する不確かさを定量化し、高レベルの結合クラスター計算を用いて結果を検証するものである。

Angel Albavera-Mata, Daniel Mej{ía-Rodr{íguez, Niranjan Govind, Ajay Panyala, Richard G. Hennig, S. B. Trickey2026-09-15
🔬 材料科学

Microstructure-Resolved Impedance Modeling of Solid-State Batteries

本論文は、フェーズフィールド法によるシミュレーションとAIを用いた画像セグメンテーションを統合することで、空隙率、粒子間接触、および多相界面の形成が電気化学的性能にどのように決定的な影響を与えるかを明らかにし、全固体電池の微細構造とインピーダンススペクトルを定量的に結びつけるモデリングフレームワークを提示するものである。

Kaniza Islam, Noriko Katsube, Yanzhou Ji2026-09-15
🔬 材料科学

High-Temperature Hydrogen Sensors Based on Gallium Oxide Heterojunction Diodes

本研究は、PtショットキーおよびCr2O3/Ga2O3 p-nダイオードを用いたGa2O3ベースの水素センサーの高温における長期安定性を評価し、ドーパントの移動や結晶粒成長といった特定の劣化メカニズムを特定するとともに、窒素ドープ構造がマグネシウムドープ設計に比べて性能は低いものの、安定した代替案となることを実証している。

William A. Callahan, Kingsley Egbo, Anna Sacchi, Michelle Smeaton, Michael Walker, Anna Staerz, Ryan O'Hayre, Andriy Zak (…)2026-09-15
🔬 材料科学

An Open-Source Hardware and Software Toolkit to Enable Agentic RHEED-Guided Thin-Film Synthesis

本論文は、薄膜合成における反射高速電子回折(RHEED)の自律的なAI駆動制御と定量的解析を可能にするオープンソースのハードウェアおよびソフトウェアのツールキットを提示するものであり、これにより従来のオペレーターへの依存を克服し、完全なエージェンティックな材料成長の基盤を確立するものである。

Asraful Haque, Christopher M. Rouleau, Rama K. Vasudevan, Sumner B. Harris2026-09-15
🔬 応用物理学

High-magnitude, spatially and directionally programmable, and sustained strain engineering of 2D semiconductors

本論文は、二光子リソグラフィーによってパターン形成された基板へのコンフォーマル転写を用いた新しい歪みエンジニアリング技術を提示するものであり、これにより単層MoS2およびヘテロ構造において、高振幅(>2%)かつ安定で、空間的および方向的にプログラム可能な歪みを実現し、高度なオプトエレクトロニクスおよびナノエレクトロニクス応用への大幅な局所バンドギャップチューニングを可能にする。

Boran Kumral, Pedro G. Demingos, Shuo Yang, Md Akibul Islam, Peter Serles, Da Bin Kim, Dian Yu, Akhil Nair, Akshat Rasto (…)2026-09-14
🔬 材料科学

A viable and accurate route to GW simulations of metals and doped semiconductors

本論文は、補間、外挿、および動的効果を組み合わせることで、2次元および3次元の金属やドープされた半導体のGWGWシミュレーションにおけるサンプリングの課題を克服する、効率的な完全第一原理的アプローチを提示しており、実験的なARPESデータと一致する準粒子ギャップの繰り込みを成功裏に予測している。

Giacomo Sesti, Alberto Guandalini, Andrea Ferretti, Pino D'Amico, Claudia Cardoso, Massimo Rontani, Daniele Varsano2026-09-14
🔬 材料科学

Experimental Realization of the Topologically Nontrivial Phase in Monolayer Si2_2Te2_2

本研究は、HfTe2_2をエピタキシャル基板として用いることで、理論的に予測されていた単層Si2_2Te2_2における室温量子スピンホール相の初の実験的実現を報告するものであり、走査型トンネル顕微鏡および分光法によって、その歪みのない格子、相当なバンドギャップ、および明確なトポロジカル・エッジ状態が確認された。

Xiaochun Huang, Lingxiao Zhao, Rui Xiong, Wenbin Li, Bao-tian Wang, Baisheng Sa, Matthias Bode2026-09-14
🔬 材料科学

Observation of hexagonal close-packed water ice at conditions in ice giant planetary interiors

放射光X線回折を用いて、研究者たちは、天王星や海王星の内部に関連する高圧・高温下において、六方最密充填構造の水氷がマルテンサイト変態を介して面心立方格子相に対して熱力学的に安定化することを発見し、これは惑星モデルに影響を与える可能性がある。

Alexis Forestier, Gunnar Weck, Sandra Ninet, Gaston Garbarino, Mohamed Mezouar, Frédéric Datchi, Paul Loubeyre2026-09-14