凝聚态物理与材料科学的交汇点,正以前所未有的速度重塑我们对物质世界的理解。从超导体到新型电池材料,这一领域致力于探索微观粒子的排列如何决定宏观世界的性能。Gist.Science 在此板块特别关注源自 arXiv 的最新预印本,它们代表了该领域最前沿的突破。

为了打破专业壁垒,我们团队会对 arXiv 上的每一份新论文进行深度处理,提供通俗易懂的通俗解读与详尽的技术摘要。无论您是寻求灵感的工程师,还是希望快速掌握动态的研究者,都能在这里找到清晰的路径。以下是该领域最新发布的论文精选,带您直击科学探索的最前线。

🔬 materials science

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

本文针对生成具有代表性的二维/三维粉末颗粒堆积的四种开源工具进行了基准测试,并将其与工业标准进行对比,结果表明,虽然离散元法(DEM)代码实现了最高的堆积密度,但顺序投放与滚动算法提供了一种计算效率更高且对于许多应用而言准确度可接受的替代方案。

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

本文介绍了一种避带占据约束密度泛函理论(ba-occ-DFT)方法,该方法克服了像砷化铟(InAs)这类窄禁带半导体中的零带隙问题,使得在标准 DFT 无法重现实验带隙的情况下,仍能实现对原子缺陷能级的准确预测。

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

本文介绍了一种用于中子反射率测量的快速、无代理贝叶斯反演框架,该框架利用精确梯度来赋能高效的哈密顿蒙特卡洛和变分推理方法,在不牺牲物理直觉的前提下,为复杂样品提供了最先进的不确定性量化速度与鲁棒性。

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

该论文提出了配位多面体图网络(Coordination Polyhedron Graph Network, CPGN),这是一种多尺度图神经网络,通过显式地对原子、化学键和配位多面体层级进行建模,并利用双向交叉注意力机制,捕捉现有模型经常忽略的基础结构单元,从而在预测晶体性质方面达到了最先进的精度。

Sanjay Chakraborty2026-07-29
🔬 materials science

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

本文提出了一种灵活且可扩展的基于格点的动力学蒙特卡洛框架,用于模拟氮化镓分子束外延,该框架将预定义的活化能目录与自适应的机器学习实时势垒评估相结合,以准确模拟诸如岛屿形成、奥斯特瓦尔德熟化以及温度驱动的岛屿迁移等复杂生长现象。

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 是一个模块化的、E(3) 等变的图神经网络框架,它通过学习块稀疏量子算符来直接预测能带结构和态密度等电子观测值,从而弥合了机器学习与电子结构计算之间的差距,并以此对传统的机器学习原子间势函数进行补充。

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