2025年7月の気になった論文（暫定版）
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‐2025/7/7‐‐
Can slow recombination in ordered superconductors explain the excess quasiparticle population?
超伝導薄膜においては、準粒子の過剰密度が広く観測されている。この過剰は、量子ビットのデコヒーレンスを含む様々な超伝導デバイスの性能劣化を引き起こす。本稿では、[1]の仮説を評価する。この仮説は、準粒子の過剰は、準粒子密度が低い状態では、サブギャップ状態への局在により異常に遅い再結合によって引き起こされるというものである。
Impact of charge-density-wave pattern on the superconducting gap in V-based kagome superconductors
カゴメ金属VSb（K、Rb、Cs）は、超伝導（SC）と電荷密度波（CDW）秩序の相互作用を探求するための魅力的なプラットフォームを提供します。K/RbVSbとCsVSbでは異なるCDW秩序が特定されていますが、それらがSC秩序パラメータに与える影響は未解明のままです。本研究では、VSbにおける低エネルギー準粒子励起を調査し、SCギャップ異方性における顕著な違いを明らかにしました。K/RbVSbは完全にギャップ化されたほぼ等方的な-波状態を示すのに対し、CsVSbではSCギャップが強く異方性を示します。
Magnetic, charge and orbital properties of parent and Sr-doped LaNi2O4and its pressure evolutions
この研究では、単層ニッケル酸塩 LaNi2O4 の常磁性、電荷、軌道構成と、静水圧および Sr ドーピング濃度によるその変化に焦点を当てます。
High Temperature Superconductivity Dominated by Inner Underdoped CuO Planes in Quadruple-Layer Cuprate (Cu,C)BaCaCuO
本研究では、角度分解光電子分光法を用いて、110 Kという高いT c を示す(Cu,C)Ba2Ca3Cu4O11+δ (CuC-1234)を調べた結果、OPは物質のT c では超伝導を示さないことを明らかにした。その代わりに、アンダードープIPにおいて大きな対合強度と位相コヒーレンスが同時に発現しており、高いT c は主にこれらのアンダードープIPによって駆動されていることを示唆している。CuC-1234のT c が他の三層または四層銅酸化物と同等であることを考えると、本研究の結果は、従来の「複合的な描像」が必ずしも高いT c の達成に必要ではないことを示唆している。
おもろすぎる。
アンダードープ銅酸化物超伝導体は擬ギャップの開口によって特徴付けられるが、擬ギャップ効果のこのような側面は低エネルギー電子構造（LEES）に反映されるはずである。本研究では、アンダードープ銅酸化物超伝導体における擬ギャップがLEESに及ぼす影響を、運動エネルギー駆動型超伝導の観点から検討する。
Signature of gate tunable superconducting network in twisted bilayer graphene
ねじれたファンデルワールス物質は、二次元超伝導と量子相を研究するための調整可能なプラットフォームを提供します。スペクトルイメージング走査トンネル顕微鏡を用いて、ねじれた二層グラフェンの超伝導状態を研究し、絶縁相からの進化を追跡します。
この絶縁相から変調された超伝導体へのゲート依存の遷移は、対形成挙動における予期せぬ空間階層を明らかにし、モアレシステムにおける超伝導の理論を制限するための直接的な微視的洞察を提供します。
Observation of Electride-like s States Coexisting with Correlated d Electrons in NdNiO2
銅酸化物と同様のd x 2 − y 2 バンド特性を示すにもかかわらず、無限層ニッケル酸化物は、単一バンド銅酸化物とは異なる追加の電子ポケットを有する。これらの電子ポケットの軌道起源は解明されておらず、相反する理論シナリオが提示されてきた。本研究では、偏光依存および共鳴角度分解光電子分光法（ARPES）を用いて、NdNiO2のフェルミ面の軌道特性を明らかにする。
Generation of new quadratic coefficients within Ginzburg-Landau theory: Applications for specific heat calculations in various high-temperature superconductors
我々は、非線形多項式方程式の二次係数を系の次元に適合させるため繰り込み、ランダウ理論を再考する。これらの係数を用いて、超伝導転移近傍におけるいくつかの高温超伝導体の詳細な比熱計算を行う。我々は、系の対称性に影響を与える電子間の任意の空間配置と相互作用に適用可能なギンツブルグ-ランダウ理論を用いて、比熱のジャンプの変化を現象論的に説明する。
The Ferroelectric Superconducting Field Effect Transistor
強誘電体電界効果トランジスタ（Fe-FET）は、1950年代に初めて導入された3端子半導体デバイスです。その潜在能力にもかかわらず、Fe-FET研究は10年ほど前に酸化ハフニウムの強誘電性の発見によって大きく前進しました。この材料は2000年代半ば以降、電子プロセスに組み込まれています。本研究では、1ケルビン未満の極低温で動作する超伝導ジョセフソンFET（Fe-JoFET）において強誘電性を観測しました。
Microscopic origin of the nemato-elastic coupling and dynamics of hybridized collective nematic-phonon excitations
ここでは、結晶中に存在する不純物によって可能になる電子と横方向音響フォノンとの直接結合から微視的にネマト弾性結合が得られる形式論を開発することで、この問題に対処します。
Nonlinear Seebeck effect in Ni81Fe19|Pt at room temperature
温度勾配が電流に非線形変換される非線形ゼーベック効果が室温で観測された。第二高調波ロックイン法と交流温度勾配∇Tとを組み合わせることで、300 KにおけるNiFe|Pt二重層における非線形ゼーベック電圧を測定した。この電圧の振幅は温度勾配∇T 2 に比例して増加する。
Anomalous Charge Density Wave and Fermi Surface Reconstruction in Pressurized BaFe2Al9
金属間化合物BaFe2Al9は、電荷密度波（CDW）転移に関連する特異な物理的特性を示す。従来のCDW材料は、通常、微細な構造歪みや格子変調を示すが、BaFe2Al9は一次相転移を起こし、格子歪みがCDW状態の形成に重要な役割を果たす。この特異な挙動をさらに探るため、我々は高圧下における電気伝導特性、磁気特性、構造特性の調査を行い、CDWの根底にあるメカニズムへのより深い知見を得た。
Intertwined Orders in a Quantum-Entangled Metal
エンタングルメントは量子情報処理と計算の基盤となるが、複雑な多体系におけるその実験的定量化は依然として大きな課題である。本研究では、共鳴非弾性X線散乱干渉法を用いて、量子金属-絶縁体転移近傍の高度にエンタングルされた電子相を明らかにする。このアプローチは、原子サイト間のエンタングルメントが特徴的な干渉パターンを生成することを明らかにし、我々のモデルはそれを正確に再現することで、完全なエンタングルメントスペクトルの抽出と基礎となる量子状態の解明を可能にする。パイロクロア型イリジウム酸塩Nd2Ir2O7の解析により、この系は長距離の「オールイン・オールアウト」反強磁性秩序が存在する場合であっても、スピン、軌道、電荷の自由度において顕著な量子変動を示すことが示された。
The role of dimensionality in the magnetic properties of CeIn3 nanowires
本研究では、金属フラックスナノ核生成法を用いてCeIn3の単結晶およびナノワイヤ（直径170nm）を合成し、それらの特性を比較した。次元削減の効果は、エネルギー分散型分光法（EDS）、選択視野電子回折法（SAED）、磁化率、熱容量、核磁気共鳴法（NMR）を用いて体系的に調査した。
Spin liquid state in a three-dimensional pyrochlore-like frustrated magnet
MgCrGaO4の3次元フラストレートスピン格子は、Cr3+イオンがパイロクロア状のネットワークを占めており、競合相互作用、巨視的縮退、そしてエキゾチックな低エネルギー励起を伴う量子磁性体の例となっている。熱力学、電子スピン共鳴（ESR）、ミューオンスピン緩和（muSR）、非弾性中性子散乱（INS）の手法を用いた結果、Cr3+（S=3/2）モーメントと固有のサイト無秩序性との間に大きな交換相互作用（J=58 K）が存在するにもかかわらず、57 mKまで磁気秩序やスピン凍結は観測されなかった。
Revealing electron-electron interactions in graphene at room temperature with the quantum twisting microscope
量子ツイスト顕微鏡（QTM）は、ねじれやすいファンデルワールスヘテロ構造をトンネル分光することで、量子位相のエネルギーおよび運動量分解測定を可能にする画期的な装置です。本研究では、トンネル誘電体として六方晶窒化ホウ素（hBN）を用いることで、QTMの分解能を大幅に向上させ、より高いエネルギーおよびねじれ角まで測定範囲を拡張しました。
Evidence of topological Kondo insulating state in MoTe2/WSe2 moiré bilayers
トポロジカル近藤絶縁体（TKI）は、単一粒子のバンド反転ではなく、遍歴電子と局所磁気モーメント格子間の近藤相互作用によって誘起される、トポロジカルに保護された絶縁状態である。希土類化合物SmB6において、実験的に3次元（3D）TKIの出現が示唆されているものの、その2次元（2D）対応物はこれまで実証されていない。本研究では、角度が揃ったMoTe2/WSe2モアレ二重層において、トポロジカルに非自明な近藤相互作用を伴う近藤格子を形成するTKIの実験的証拠を報告する。
Orbital mixing as key ingredient for magnetic order in a van der Waals ferromagnet
近年、ファンデルワールス磁性材料の研究は、多体効果の豊富さと次世代技術への汎用性から、飛躍的に増加しています。これらの系の多くは、軽い3d遷移金属元素をカルコゲニドまたはハロゲンと組み合わせることで磁性を導入します。スピントロニクス分野における高い技術的期待にもかかわらず、d波軌道配置と低次元磁気秩序の発現との関連性は現時点では不明です。この問題を解決するために、本研究では、典型的な2次元強磁性体CrI3を対象とし、相補吸収分光法と光電子分光法、そして密度汎関数理論計算を用いて、その構造を明らかにします。
Moiré-assisted charge instability in ultrathin RuO2
二酸化ルテニウム（RuO2）は、交代磁性の典型的な候補物質として、現代の凝縮系研究の焦点となっている。有望な理論的予測にもかかわらず、バルク磁気秩序の証拠は乏しいため、クーロン相互作用が次元的に抑制され、磁気秩序を形成しやすいより強い相関環境をもたらす可能性のある薄膜に焦点が当てられるのは当然のことである。本研究では、走査トンネル顕微鏡（STM）、密度汎関数理論（DFT）、および密度行列繰り込み群（DMRG）法を組み合わせ、Ru(0001)上に成長した原子的に秩序化された極薄RuO2(110)を解析する。
Prethermal inverse Mpemba effect
逆ムペンバ効果とは、系が初期熱平衡状態にあり、最終平衡状態よりも低い温度で準備された場合、より低い初期温度から開始すると最終状態への緩和がより急速に進むという、直感に反する現象である。我々はこの概念を、孤立量子系における前熱平衡状態への緩和に拡張する。
Thermodynamics of quantum oscillators
本研究では、量子振動子からなる系の量子分配関数に対する簡潔な解析的近似を提示する。提案された公式は一般性を有し、比較的一般的なクラスのポテンシャルエネルギー関数（必ずしも多項式ではない）によって記述される任意の数の振動子に適用可能である。
Entanglement transitions in structured and random nonunitary Gaussian circuits
私たちは、後選択された弱い測定を伴うキックされたイジングモデルから構成される量子回路における測定誘起相転移を研究します。そのダイナミクスは古典的な力学系にマッピングできます。
What is emergence, after all?
創発（emergence）という用語は、システムの構成要素間の相互作用から生じる現象を説明する際に、科学分野全体でますます多く用いられている。しかし、これらの構成要素を個別に検討するだけでは、その現象が容易に推論できない。群集行動、同期、集合知といった高次の行動を説明する際にしばしば用いられるこの用語は、しばしば正確性を無視して用いられ、曖昧さや神秘性を醸し出すことがある。本展望論文では、測定可能で物理的に根拠のある現象としての創発の科学的意味を明らかにする。温度、磁気、社会ネットワークにおける集団免疫といった具体的な例を通して、グローバルな境界によって制約されるローカルな相互作用から、集団行動がどのように生じるのかを検証する。創発を曖昧な過剰使用から切り離すことで、複雑系を理解するための厳密なツールとしての役割を強調する。本稿の目標は、創発が適切に捉えられれば、神秘主義ではなく洞察をもたらすことを示すことである。
Quantics Tensor Train for solving Gross-Pitaevskii equation
量子力学に着想を得た、Quantics Tensor-Train (QTT) 表現を用いた 1 次元 Gross-Pitaevskii 方程式のソルバーを紹介します。この手法は、低ランクのテンソル多様体内でシステム全体を進化させることで、従来の差分法やスペクトル法の制約となるメモリと実行時間の制約を回避します。
Microscopy of Ultracold Fermions in Optical Lattices
これらの講義ノートでは、光格子内の超低温ガスを使用したフェルミ-ハバード模型の研究における最近の進歩について説明します。
Quasiparticle energies and excitonic effects of α-RuCl3
{\alpha}相ルテニウム(III)塩化物（{\alpha}-RuCl3）は、キタエフ量子スピン液体を実現する可能性から大きな注目を集めている。本研究では、第一原理多体擾乱理論を用いて、その多電子相互作用と励起状態特性を研究する。その結果、{\alpha}-RuCl3において、準粒子エネルギーと光学応答を支配する増強された多電子相互作用が見出された。
Metallic NbS2 one-dimensional van der Waals heterostructures
本研究では、改良型NaClアシスト化学蒸着法を用いて、金属NbS2をベースとした一次元ファンデルワールスヘテロ構造を実験的に実現した。「リモートソルト」戦略を用いることで、NaCl供給の精密制御が可能となり、単層カーボンナノチューブ-窒化ホウ素ナノチューブ（SWCNT-BNNT）テンプレート上に高品質の同軸NbS2ナノチューブを成長させることができた。
Vanadium-doped HfO2, multiferroic uncompromised
第一原理密度汎関数計算により、低濃度のバナジウムと混合された斜方晶系 Pca21 ハフニア HfO2 は強誘電性かつ強磁性の絶縁体であることが示されました。
Multicolor groups for molecules and solids
ライオンとトラを同じパンサー（ヒョウ）に分類しながらも異なる種に分類するのと同じように、分子や固体を空間対称性やスピン空間対称性によって分類することができます。磁性分子や磁性固体では、原子の局所モーメントを異なる色で表すことができます。したがって、色を操ることでこれらの物質を分類することができます。多色群法の利点は、最近発見されたオルタマグネットやp波マグネットを含む、多色群理論を通して分類を単一の枠組みに統合できることです。
TopoMAS: Large Language Model Driven Topological Materials Multiagent System
トポロジカル材料は、その優れた電子的・量子的特性により、凝縮系物理学の最先端領域を占めていますが、そのクロススケール設計は、非効率的な探索ワークフローによって依然としてボトルネックとなっています。本稿では、ユーザー定義クエリと複数ソースのデータ取得から、理論推論、結晶構造生成、そして第一原理検証に至るまで、材料探索パイプライン全体をシームレスに統合する、人間とAIが対話するフレームワークであるTopoMAS（トポロジカル材料マルチエージェントシステム）を紹介します。
Absence of higher than 6-fold coordination in glassy up to 158 GPa revealed by X-ray absorption spectroscopy
単純な二元酸化物ガラスは、結晶質ガラスとは異なる圧縮挙動を示すことがあります。本研究では、ダイヤモンドアンビルセルと組み合わせた高圧X線吸収分光法を用いて、158GPaまでの圧力下におけるガラス質ガラス中のGe周辺の局所構造変化を詳細に調査しました。
Quantized Topological States and Parity Anomaly in Intrinsic Quantum Anomalous Hall Insulator MnBi2Te4
層状磁性トポロジカル絶縁体MnBi2Te4をわずか数原子層まで薄くすると、幅広いトポロジカル現象を探求するための優れたプラットフォームとなる。本研究では、高純度MnBi2Te4結晶の合成における長年の課題を克服し、最大45テスラの磁場下において、高品質な5-7層（5SL）試料において無数の量子化トポロジカル状態を観測した。
Ferroelectrically Switchable Half-Quantized Hall Effect
強誘電性、反強磁性、そしてトポロジカル量子輸送を単一材料に統合することは稀ですが、次世代量子デバイスの開発には不可欠です。本研究では、反強磁性MnBi2Te4二重層とSb2Te3膜からなるマルチフェロイックヘテロ構造を提案します。この構造は、±e²/2hの強誘電スイッチング可能なホール伝導率を持つ半量子化ホール効果（HQH）を発現します。
Prediction of High-Temperature Half Quantum Anomalous Hall Effect in a Semi-magnetic Topological Insulator of MnBi2Te4/Sb2Te3
古典的なサウレス-河本-ナイチンゲール-ナイス定理によれば、格子の単一電子バンドはe²/hの倍数である整数量子ホール伝導度しか持ち得ない。一方、近年の研究では半量子異常ホール効果（HQAH）の出現が示唆されているが、その微視的メカニズムについては依然として議論が続いている。本研究では、MnBi2Te4/Sb2Te3の理想的なプラットフォームを提案する。このプラットフォームは、HQAH効果をはるかに高い温度で実現できるだけでなく、ギャップのあるディラックバンドとギャップのないディラックバンドの異なる寄与を批判的に評価することを可能にする。
On-Device Control of Electronic Friction
摩擦は、機械やデバイスにおいて機械的エネルギーの散逸と材料劣化を引き起こします。フォノニック摩擦は非調和格子ダイナミクスによって十分に理解されている一方、電子摩擦の物理は、実験において電子自由度とフォノニック自由度を分離すること、そしてイオン運動と電子ダイナミクス間の非平衡相互作用を理論的に解析することが困難であるため、未だ解明されていません。この問題に取り組むため、我々は、超平滑で相互作用が最小限の表面を有する2次元結晶界面を備えた摺動デバイスを構築し、摩耗がなく摩擦が最小限の構造的超潤滑状態を実現します。
Direct observation of distinct bulk and edge nonequilibrium spin accumulation in ultrathin MoTe2
MoTeのような低対称性の2次元（2D）トポロジカル材料は、革新的な電子デバイスやスピントロニクスデバイスに利用可能な効率的な電荷-スピン変換（CSC）機構を有する。しかしながら、様々なCSC機構の性質や、それらと基盤となる結晶対称性との相関は未だ解明されていない。本研究では、局所スピン敏感電気化学ポテンシャル測定を用いて、MoTe2薄片における空間依存的な非平衡スピン蓄積を4原子層まで直接的に調べる。
Moiré excitons and exciton-polaritons: A review
本レビューでは、モアレ励起とポラリトンの分野における理論的基礎と実験的進歩を概観する。まず、2次元半導体におけるモアレパターンの形成機構を紹介し、それが励起子閉じ込め、光選択則、そしてスピンバレー物理に与える影響について述べる。
Electrostatics in semiconducting devices II : Solving the Helmholtz equation
シュレーディンガー-ポアソン方程式のような平均場問題において自己無撞着性を達成するための反復法の収束は、非常に不安定であることが知られています。特に、電子ガスが部分的に空乏している場合や大きな磁場が存在する場合など、非線形性が強い領域では収束が困難です。本稿では、自己無撞着な量子静電問題を、わずかな誤差を犠牲にして非線形ヘルモルツ（NLH）方程式に写像することで、この問題に対処します。
Direct signatures of Anderson orthogonality catastrophe in nonequilibrium quantum dots
我々は、電荷検出器に結合された量子ドットにおけるアンダーソン直交性カタストロフィー (AOC) 効果を明確に直接観測し、AOC 指数の強度を推定する方式を提案する。
Quantum Metric Enhancement and Hierarchical Scaling in One-Dimensional Quasiperiodic Systems
量子幾何学の重要な要素である量子計量は、幅広い物理現象において中心的な役割を果たしており、周期結晶やモアレ物質において広く研究されてきました。本研究では、1次元（1D）準周期系における量子幾何学を体系的に研究し、周期結晶や無秩序媒質と根本的に異なる新たな性質を明らかにします。
Acoustoelectric superlattices
我々は、2次元量子材料を支持する圧電基板上に2つの斜め伝播表面弾性波を発射することによって形成される、新しいクラスの調整可能な周期構造を紹介します。
Coexistent multifractal mesoscopic fluctuations in Integer Quantum Hall Transition and in Orbital Hall Transition
4 つの端子に接続された軌道運動量空間テクスチャを持つ無秩序ナノワイヤの整数量子ホール転移が軌道ホール転移伴うことを示します。
Quantized conductance in a CVD-grown nanoribbon with hidden Rashba effect
準一次元系における量子化コンダクタンスは、弾道輸送の特徴を示すだけでなく、量子現象探究への入り口としても機能する。近年、特異な隠れたラシュバ効果が大きな注目を集めている。この効果は、双極子場を持つ反転対称結晶（ビスマス酸セレン化物（Bi₂O₂Se）など）におけるラシュバ二重層の反対スピン分極の補償から生じる。しかし、コンダクタンスの定量化を用いてこの効果を調べることは依然として困難である。本稿では、化学気相成長（CVD）法で成長させた高移動度Bi₂O₂Seナノリボンで観測されたコンダクタンスの量子化を報告する。このナノリボンでは、ゼロ磁場において、量子化コンダクタンスが最大44 ⋅ 2𝑒2 /ℎ（𝑒は素電荷、ℎはプランク定数、係数2はスピン縮退による）のプラトーに達する。
心の目すぎん？？？
Momentum transfer in the ponderomotive potential of near-infrared laser pulses leads to sizable energy shifts and electron-wavepacket squeezing in time-resolved ARPES
我々は、超短極端紫外線プローブパルスを用いた時間・角度分解光電子分光法 (tr-ARPES) 実験において、近赤外 (NIR) レーザーパルスのポンデロモーティブポテンシャルにおける運動量移動を観察します。
Defect-induced displacement of topological surface state in quantum magnet MnBi2Te4
ギャップのあるトポロジカル表面状態を有するトポロジカル磁性体MnBiTe（MBT）は、量子異常ホール効果およびアキシオン絶縁体状態を実現するための魅力的なプラットフォームである。しかし、実験的に観測された表面状態ギャップは理論予測を満たしておらず、ギャップ抑制の正確なメカニズムについては議論が続いている。最近の理論的研究では、固有のアンチサイト欠陥がトポロジカル表面状態をMBT表面から押し出し、ギャップを塞ぐことで走査プローブ実験へのアクセスを困難にしていることが示唆されている。本稿では、欠陥がMBT表面状態に与える影響について報告し、高い欠陥濃度が表面状態をMBT結晶の奥深くまで押し込むことを実証することで、理論メカニズムの妥当性を検証する。
Anderson-Skin dualism
我々は、非エルミートかつ準周期的な結合系で出現する新しい局在現象を報告し、これを「アンダーソン・スキン (AS) 双対性」と名付けました。
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