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A área de Física da Matéria Condensada e Ciência dos Materiais investiga como os átomos se organizam para criar as propriedades que definem o mundo ao nosso redor, desde a condutividade de um fio até a flexibilidade de um novo polímero. É um campo onde a descoberta teórica se transforma rapidamente em tecnologias que moldam nosso dia a dia.

No Gist.Science, acompanhamos diariamente os novos preprints dessa categoria vindos diretamente do arXiv. Nossa equipe processa cada publicação para oferecer resumos técnicos detalhados e explicações em linguagem acessível, garantindo que os avanços mais recentes sejam compreensíveis para todos os níveis de conhecimento.

Abaixo, você encontrará a lista atualizada das pesquisas mais recentes publicadas nesta intersecção fascinante entre física e engenharia.

🔬 física de mesoescala

Hopping-Mediated Charge Transport in Graphene Beyond the Ballistic Regime

Este artigo apresenta uma nova estrutura computacional baseada em Monte Carlo cinético para modelar o transporte de carga em grafeno além do regime balístico, demonstrando que defeitos como vacâncias reduzem drasticamente a transmitância e que campos magnéticos e desordem suprimem o transporte, enquanto o aumento da temperatura acelera o mecanismo de salto, permitindo a extração direta de coeficientes de transporte sem parâmetros fenomenológicos.

J. P. Dadario Pereira, Raphael Tromer, Luiz A. Ribeiro Junior, Douglas S. Galvao2026-04-20
🔬 ciência dos materiais

Bridging Atomistic and Continuum Descriptions of Nanoscale Dislocation Loops in Tungsten

Este artigo propõe e valida um modelo de elasticidade linear para descrever o comportamento de campo distante de loops de discordância nanoscópicos em tungstênio, demonstrando que suas previsões concordam robustamente com simulações atômicas e superam as singularidades físicas dos modelos contínuos tradicionais.

Joseph Duque Lopez, Sergei Dudarev, James Kermode, Thomas Hudson2026-04-20
🔬 física

Iron spin crossover in ferropericlase and its effect on lower-mantle thermal conductivity

Este estudo apresenta as primeiras medições diretas da condutividade térmica da ferropericlase sob condições do manto inferior, revelando uma redução significativa associada ao cruzamento de spin do ferro que, combinada com dados anteriores, define um perfil de condutividade do manto inferior essencial para compreender a evolução geodinâmica da Terra.

Alexander F. Goncharov, Irina Chuvashova, Eric Edmund, JungFu Lin, Zena Younes, Nicolas Jaisle, Axel Phelipeau, Carmen S (…)2026-04-17
🔬 ciência dos materiais

Configuration-dependent electronic and optical properties of 2D Mo1−x_{1-x}Wx_xS2_2 alloys across the full composition range

Este estudo demonstra que, embora a estabilidade estrutural dos ligas 2D Mo1−x_{1-x}Wx_xS2_2 seja determinada pela composição, suas propriedades eletrônicas e ópticas dependem criticamente da configuração atômica local, resultando em divisões de bandas, anisotropia de massa efetiva e regras de seleção óptica que variam conforme o arranjo microscópico dos átomos.

M. Szyszko, M. Birowska2026-04-17
🔬 ciência dos materiais

Environment-dependent tight-binding models from ab initio pseudo-atomic orbital Hamiltonians

Este artigo apresenta um modelo de ligação forte dependente do ambiente (EDTB) que, ao utilizar funções de blindagem de ligação e ajustar-se aos espectros de autovalores de Hamiltonianos de orbitais atômicos pseudo- \textit{ab initio}, gera modelos precisos e transferíveis para sistemas grandes com precisão \textit{ab initio}, sendo implementado no código \paoflow{} e validado em diversos materiais prototípicos.

Marco Buongiorno Nardelli2026-04-17
🔬 ciência dos materiais

An Investigation in the Kinetic Persistence of TiO2_2 Polymorphs using Machine Learning Driven Pathfinding in Crystal Configuration Space

Este estudo desenvolve um novo método baseado em aprendizado de máquina e na "Crystal Normal Form" para mapear caminhos de transformação difusionless e avaliar a persistência cinética de polimorfos metastáveis de TiO₂, correlacionando a topografia do landscape de energia potencial com a observação experimental das fases.

Max C. Gallant, David Mrdjenovich, Kristin A. Persson2026-04-17
🔬 ciência dos materiais

First-principles study of infrared, Raman, piezoelectric and elastic properties of Mg-IV-N\textsubscript{2} (IV = Ge, Si, Sn)

Este estudo de primeiros princípios utiliza a Teoria de Perturbação do Funcional da Densidade (DFPT) para investigar as propriedades vibracionais, piezoelétricas e elásticas dos semicondutores de banda ultra-larga Mg-IV-N₂ (com IV = Si, Ge, Sn), estabelecendo a relação entre seus modos vibracionais e simetrias de grupo pontual para prever seus espectros de Raman e infravermelho.

Sarker Md. Sadman, Walter R. L. Lambrecht2026-04-17
🔬 ciência dos materiais

Persistent Free Volume Governs (Anti-)plasticization in Chitosan-Water Mixtures

Este estudo utiliza simulações de dinâmica molecular para demonstrar que a acessibilidade de regiões de volume livre, governada pela conectividade do volume acessível à água, é o fator determinante que rege a transição entre antiplasticização e plasticização nas misturas de quitosana-água, oferecendo insights para o design racional de materiais biopoliméricos hidratados.

Baris E. Ugur, Michael A. Webb2026-04-17
🔬 ciência dos materiais

Anomalous Platinum and Oxygen Transport during Electroforming of NbOx Memristors

Este estudo demonstra que, ao contrário do consenso de que eletrodos nobres como a platina são quimicamente inertes, o processo de eletroformação e operação de memristores Pt/NbOx induz uma redistribuição correlacionada de oxigênio e platina, formando filamentos condutores ricos em ambos os elementos impulsionados por aquecimento Joule localizado e difusão térmica assistida.

Shimul Kanti Nath, Sanjoy Kumar Nandi, Xiao Sun, Sujan Kumar Das, Bin Gong, Nicholas J. Ekins-Daukes, Deepak Mishra, Mah (…)2026-04-17