2026年5月の気になった論文(暫定版)
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-2026/5/29--
Comment on "Spin-1/2 Kagome Heisenberg Antiferromagnet: Machine Learning Discovery of the Spinon Pair-Density-Wave Ground State"
カゴメハイゼンベルク反強磁性体の基底状態を機械学習で研究した先行研究がDMRGより低い変分エネルギーを報告していたが、著者らはこれがメトロポリス-ヘイスティングスサンプリングのエルゴード性破れによるアーティファクトであることを示した。スピン交換更新を用いて適切なサンプリングを行うとニューラルネットワークはDMRGより高いエネルギーに収束し、先行研究の主張に疑問を呈している。
バトルだ
Improving CFT Operators Using Machine Learning
格子シミュレーションから共形データを抽出する際の有限サイズ効果を軽減するため、連続体共形場理論の一次演算子との重なりを高める格子演算子を機械学習で構築する手法を提案。2次元イジング模型・Potts模型・希薄Potts模型で検証し、従来の格子演算子と比較してスケーリング次元の推定精度が大幅に向上することを示した。
Order-disorder trade-off in dirty quantum systems
不純物を持つ1次元量子スピン系において、秩序パラメーターと無秩序パラメーターのトレードオフ定理を証明。Ising対称性と平均並進対称性を持つギャップ系では、Edwards-Anderson型の秩序か無秩序のどちらか一方のみがO(1)となることを厳密に示した。SPT相の弦秩序パラメーターの存在証明やLieb-Schultz-Mattis型制約への応用も論じている。
Quantum Light Nano-Imaging
量子もつれ光源と近接場顕微鏡を組み合わせた量子光散乱型走査近接場光学顕微鏡(q-SNOM)を開発し、回折限界以下でのナノスケール量子効果の観測を実現。ファンデルワールス半導体中の単一ハイブリッド光-物質準粒子(ポラリトン)を実空間でイメージングし波と粒子の二重性を直接可視化。もつれ光子の時間相関を利用したポラリトン飛行時間計測によりフェムト秒分解能での伝播ダイナミクス観測にも成功した。
Reinterpreting Memory Effects in Nonequilibrium Systems: From Temporal Dynamics to Steady-State Signatures via NEGF
非平衡グリーン関数とSchwinger-Keldysh形式を用いて2次元格子系のメモリ効果と量子輸送を研究。無秩序散乱はマルコフ的なメモリカーネルを生み、電子-フォノン結合は非マルコフ的な時間非局所自己エネルギーをもたらすことを示した。スペクトル関数をメモリ効果の診断プローブとして提案し、ホフスタッターモデルとRKKY結合系に適用して散乱機構とメモリ効果の統一的な理解を提供した。
Measuring anyon dispersion with tunneling probes
分数チャーン絶縁体などの格子系に存在するエニオンの分散関係をトンネル探針で測定する方法を提案。走査トンネル分光では不規則性が準粒子干渉パターンを生成し分数励起の分散を明らかにし、量子ねじり顕微鏡では運動量保存トンネルにより電子スペクトルの連続閾値がエニオン成分の分散をエンコードすることを示した。電子様励起・束縛エニオン分子・非束縛エニオン連続体を識別できることも示した。
Long-Range Fermi-Polaron Blockade in Monolayer MoSe$_2$
フェムト秒ポンプ-プローブ過渡吸収顕微鏡を用いて単層MoSe₂中のエキシトン-フェルミポラロンの非線形光学応答を空間分解イメージング。引力フェルミポラロンの光ブロッケード半径が中性エキシトンの10倍以上に達することを観測し、これがフェルミオン媒介相互作用に由来することを微視的解析で明らかにした。2次元半導体中のフェルミポラロンが超低電力非線形光学デバイスへの応用が期待されるプラットフォームであることを示した。
Strongly-coupled hybrid lattice-plasmons in layered cuprates
共鳴非弾性X線散乱を用いて電子ドープ型銅酸化物Nd₂₋ₓCeₓCuO₄の集団電荷励起を系統的に追跡。金属相の音響プラズモンが中間ドープでギャップを持つハイブリッドモードへ変化し、ハーフフィリングで139 meVの無分散励起になることを発見した。この139 meVモードは酸素呼吸フォノンの約2倍のエネルギーを持ち、Mott転移を通じて格子自由度との強結合でプラズモンが存続する統一的描像を確立した。
Helimagnetic Josephson diode effect
グリーン関数法を用いて1次元超伝導体/ヘリ磁性体/超伝導体接合のジョセフソンダイオード効果を理論的に研究。s波対形成では非零化学ポテンシャルと円錐状磁気配置が必要条件であり最大約40%の効率が得られる。p波対形成では等スピンクーパー対輸送のため非零化学ポテンシャルは不要となることも示し、スピン軌道結合なしにジョセフソンダイオード効果を実現できる設計指針を提供した。
Topological Lifshitz transition-induced bipolarity of anomalous Nernst effect in kagome magnet YCo3
カゴメ磁性体YCo₃において温度誘起トポロジカルLifshitz転移によって駆動される双極性異常ネルンスト効果を実証。キュリー温度225K以下で異常ホール・ネルンスト効果が現れ、異常ネルンスト係数は約100Kで符号反転する。第一原理計算との比較から、Coモーメントの変化がフェルミ準位とWeylノードの相対位置を変化させてこの双極性を生み出すことが明らかになった。
Hole-doped superconductivity above 100 K in infinite-layer cuprate thin films
40年来の未解決課題であった無限層銅酸化物薄膜のホールドープ型超伝導を初めて実現。Sr₁₋ₓRbₓCuO₂単結晶薄膜においてルビジウム置換と頂点酸素取り込みの相乗効果によりホールドープを達成し、100Kを超える超伝導転移を観測した。銅酸化物ファミリーの親構造として奇妙金属や電子-正孔対称性などの未解明問題を探る新たなプラットフォームを提供する。
すごいんだけど、このデータで100K級超伝導は渋くないすか•́ε•̀٥?
Alternative origins of polarity in compressively strained SrTiO3-RENiO3 capacitors
希土類ニッケル酸塩電極を持つ圧縮ひずみSrTiO₃キャパシターの構造・電気・電気機械特性を調査。バタフライ型容量-電圧ヒステリシスと強誘電的な圧電応答を観測したが全体的な挙動は安定した強誘電状態と矛盾していた。第一原理計算からNdNiO₃とSrTiO₃間の電荷不連続性による空間的不均一内部電場が観測された極性の代替起源であることを提案した。
Nanoparticle manipulation with a carbon fiber tip in an electron microscope for μ-SQUID magnetometry
走査型電子顕微鏡に組み込んだカーボンファイバー先端ナノマニピュレーションシステムを開発。電気化学エッチングで作製した先端半径100nm以下のカーボンファイバーチップはファンデルワールス付着を低減し、約100nmサイズのナノ粒子を100nm精度で位置決め可能。このシステムを用いて単一Fe₃O₄磁性ナノ粒子をマイクロSQUID上に設置し磁気特性を計測することに成功した。
Revealing quantum metric multipoles in magnetic topological insulator MnBi2Te4
多層磁気トポロジカル絶縁体MnBi₂Te₄において第7高調波まで高次非線形電子輸送を観測。奇数次成分が支配的で偶数次成分が抑制される振る舞いを発見し、温度・磁場依存性から各非線形応答とMnBi₂Te₄の磁気相との強い相関を示した。スケーリング解析と理論計算から量子幾何学多重極と非線形Drude伝導率が微視的起源として同定された。
Thickness-driven crossover from conventional to chiral nonreciprocal superconductivity in kagome metal CsV3Sb5
カゴメ金属CsV₃Sb₅の薄膜で厚さ依存輸送測定を行い、非相反第二高調波磁気輸送信号とゼロ磁場超伝導ダイオード効果の出現を観測。上部臨界磁場の測定から厚さ減少に伴う3次元から2次元超伝導へのクロスオーバーを確認した。2次元極限では反転・時間反転対称性を破るキラル超伝導相が誘起されることを実証し、CsV₃Sb₅のペアリング対称性に関する長年の論争に決着をつけた。
Generation of Bloch Points with Controlled Spin Texture Using Geometrical Boundary Conditions
3次元ナノマグネットの幾何学的境界条件を設計することでスピンテクスチャを制御したブロッホ点を生成する手法を実証。逆向きのキラリティーを持つ二重螺旋ナノワイヤーを組み合わせてキラリティー界面を導入し競合するトポロジー制約を課すことで、飽和磁場印加後に形成されるブロッホ点ドメイン壁の極性・周回・らせん性を決定論的に制御できることを示した。
Topological spin-texture transitions in van der Waals magnets revealed by X-ray Fourier transform holography
シンクロトロンX線フーリエ変換ホログラフィーと電子格子ハミルトニアンシミュレーションを組み合わせて2次元ファンデルワールス強磁性体Fe₃GeTe₂のトポロジカル相転移を研究。迷路ドメイン・孤立スカーミオン・混合相・スカーミオンバッグを高空間分解能でイメージングし、広い温度・磁場空間を系統的に探索することでトポロジカル転移の機構と安定性を解明した。
Field-induced multipolar character in the dipolar ground state of the honeycomb rare-earth chalcohalide NdOF
ハニカム希土類カルコハライドNdOFにおいて磁場誘起多重極性の発現を実証。ラマン分光で4つの結晶場励起を同定し、磁化・帯磁率の測定が全角運動量J=9/2多重項の結晶場モデルで良く再現されることを確認した。磁場印加により基底状態二重項が双極子から双極子-多重極混合へと連続的に変化することを示し、希土類磁性体で多重極成分を制御誘起するモデル系を確立した。
Carrier Localization in Pnictogen-Based Chalcohalides from Defect-Bound Hot Polarons
ペロブスカイト代替太陽光吸収材料として注目されるアンチモン族カルコハライドBiSBrのキャリア局在を研究。本質的にはキャリア局在を示さないBiSBrでも合成・後処理中に導入される空孔欠陥が欠陥束縛ホットポーラロンを形成し、ホットキャリアをバンド端への冷却から逸らして移動度キャリア集団を枯渇させることを発見。欠陥制御が太陽電池効率向上の鍵であることを示した。
Electronic Origin of Ferromagnetic Excitations in the Candidate Spin-Triplet Superconductor CeSb2
スピン三重項超伝導候補物質CeSb₂の準1次元強磁性励起の起源をARPESで研究。高分解能ARPESはスピン密度波ギャップを示さずネスティング機構を否定し、共鳴ARPESではCe梯子に沿ったフェルミポケットにCe 4f分光強度のバンド選択的増強を発見した。このバンド選択的近藤結合が強い磁気交換異方性を生み出し準1次元強磁性励起と競合する磁気秩序の両方を自然に説明することを示した。
Electronic correlations driving Chirality-Induced Spin Selectivity
螺旋状有機分子の低次元モデルに電子-電子相互作用を取り入れ、異なるホッピング経路の競合と相互作用誘起超交換機構が非共線的螺旋磁気秩序を安定化することを示した。その単電子バンドにp波磁性としてのスピン分極が現れ、ごく微小なスピン軌道結合でもスピン軌道結合スケールをはるかに超える温度で強いスピン選択性が生じることをDMRGと量子モンテカルロで確認。キラリティー誘起スピン選択性の起源として非共線スピン相関を提案した。
Spectroscopic evidence for a molecular orbital Kondo insulator
鉄系半導体FeSb₂においてFe d-Sb p混成分子軌道を局在モーメント源とする新しいKondo絶縁体パラダイムをRIXSで実証。Fe L端RIXSがバンド的連続状態と局在状態の共存を明らかにし、第一原理計算が混合配置基底状態を確認した。RIXSの運動量・温度・ドープ依存性の系統的研究から多体電荷・スピン励起と対応する伝播的集団モードを同定し、高温Kondo多体状態の設計への道を開いた。
分子軌道近藤絶縁体、新概念だ
Visualizing orbital magnetism in electron doped rhombohedral multilayer graphene
nanoSQUID-on-tip磁力計を用いて3〜13層の電子ドープ菱面体グラフェンの軌道磁化を直接マッピング。四分の一金属相で磁化が有限密度でピークを持つことが有限運動量の「ファイアリング」に集中したベリー曲率と整合することを示した。テトラレイヤーサンプルでは輸送と局所磁力計データを相関させカイラル超伝導状態が有限軌道磁気モーメントを持つことを確認し、そのカイラルな性質の直接証拠を提供した。
-2026/5/28--
Dirac-Line Criticality and Emergent Horizons in Weyl Lifshitz Transitions
パンルベ・ガルストランド計量を用いてWeylセミメタルのLifshitz転移を研究。ブラックホール地平線とI型→II型Weylフェルミオン転移の類似性を発見。転移状態がDirac線フェルミ面を持ち、非自明なトポロジカル不変量と臨界カイラル異常を示すことを示し、Weylセミメタルにおけるホーキング放射を議論。
Competition for Survival and the Maximum Entropy Production Principle in Self-Organized Silver Particle Chains
電場下の銀粒子懸濁液を用いた実験で最大エントロピー生成(MEP)原理における競争効果を検証。並列接続した2試料が電流を奪い合い、一方のみが自己組織化し他方が崩壊することを実証。競争がMEP原理に本質的な制約を与えることを提唱し、自然界の生物種間競争との並行性を指摘。
Inelastic Neutron Scattering of the layered Kitaev ferromagnet Li3Co2SbO6
Co系蜂の巣格子磁性体Li₃Co₂SbO₆の非弾性中性子散乱実験を報告。隣接面で逆向き磁化を持つ強磁性蜂の巣面を持つ本物質が、拡張Kitaev-Heisenbergモデルで記述可能なKitaev A型反強磁性体であることを線形スピン波理論との比較により実証。磁場測定とシミュレーションで補完的に確認。
Atomic-Scale Observation of Symmetry Breaking in Altermagnetic MnTe
STEMおよびEMCDを用いてMnTeの極性歪みと交代磁性秩序の共存を原子スケールで直接観察。MnTeは理想的なg波交代磁性体ではなく、至る所に反転対称性破れ歪みを持ち、d波成分やs波スピン分裂も許容することを発見。局所格子対称性がスピン分裂制御の新たな手段となることを示す。
MATBG Josephson diode as an universal thermal machine
魔法角ツイストグラフェン(MATBG)のジョセフソンダイオード効果を利用し、量子スターリング・オット・カルノーサイクルを構築。バレー分極ポテンシャルを制御パラメータとすることで磁束制御不要の電気的に調整可能な熱機械を実現。フラットバンドによる状態密度増強でAA積層グラフェン系より大幅に優れた仕事出力と効率を達成。
Lattice-Trapped Atom Interferometry with a Bose-Einstein condensate: Observation and Control of Interactions
イッテルビウムBECを用いた1次元光格子閉込み原子干渉計を実現。コントラスト変化と位相シフトを通じて原子間相互作用を直接観測し、原子数や試料体積を変えることで相互作用を制御可能であることを実証。平均場理論モデルとの良好な一致を確認し、多体効果を利用した計量学的応用への道を開く。
Chirality in Structural Phase Transitions
原子変位で駆動される非カイラル→カイラル構造相転移を群論的アプローチで理論的に研究。電気トロイダル多極子G₀ₙᵤを変位秩序パラメータの明示的関数として構築し、親構造の対称性と変位モードに基づく対称性分類を確立。カイラルフォノン分裂と電流誘起磁化が多極子と一致してスケールすることを実証。
Magneto-Optical Detection of Anisotropic Spin Currents in Altermagnetic RuO2
12nm厚RuO₂薄膜における電荷-スピン変換を光学手法で調査。電流印加下でSHGとMOKE測定により方向異方性スピン偏極を検出。[010]方向電流で増強、[-101]方向で強く抑制されるシグナルは交代磁性スピン分裂効果の対称性と一致。非磁性やRashba機構では説明できず、RuO₂を効率的スピン源として確立。
Direction-selective intertwined charge, orbital, and lattice orders under uniaxial strain in hole-doped manganite: La0.75Ca0.25MnO3
DFTを用いてLa₀.₇₅Ca₀.₂₅MnO₃への軸性歪みの効果を調査。歪み方向によって電荷・軌道・格子秩序が定性的に異なる応答を示し、単なる強さの違いではないことを発見。極端な軸性歪みが協調的Jahn-Teller変形や呼吸様変調など従来アクセス不可能だった絡み合い秩序を選択的に誘起することを示す。
Cascade of magnetic-field-induced quantum spin states in a spin-1 honeycomb magnet
蜂の巣格子反強磁性体Na₃Ni₂BiO₆において磁場誘起1/3磁化プラトー内外に複数の量子相を発見。プラトー内に少なくとも3つの異なるスピン状態が一次転移で分離して存在する。さらに高磁場では低温での比熱異常増大を示す特異な中間相が多数出現し、蜂の巣格子での強い量子揺らぎと交換フラストレーションの影響を示す。
熱ホール効果量子化しそうな相図だ
Zero-Field Thermal Hall Effect in Insulator
反強磁性絶縁体Na2Co2TeO6.においてゼロ磁場での自発的熱ホール効果を観測。未補償磁化が極めて小さいにもかかわらず大きさは数テスラの外部磁場による典型的応答と同等。独自のスピン配列から生じる内在的有効場が電荷中性の熱担体を支配していることを示し、量子材料における非自明なトポロジカル応答探索の新たな道を開く。
反強磁性絶縁体の異常熱ホール効果の例はVI3とかでもあるが、まあクソデカ熱ホール効果である点が自慢か・・・?
Taming quantum interference: a route to high electrical conductance in carbon nanotube assemblies
カーボンナノチューブ(CNT)接合における量子干渉をタイトバインディング非平衡グリーン関数計算で理論的に解析。単一SWCNT接合では高透過窓がオーバーラップ長・ドーピング・磁場で決定される。多重接合では共鳴フィルタリング、TWCNT接合は真のマルチチャネルとなり、干渉制御による高導電CNT導体の設計原理を導出。
Change in charge density wave order beyond the Lifshitz transition in 2H-Ta1±dS2
2H-TaS₂と自己インターカレート型2H†-Ta₁₊δS₂の電子不安定性を研究。従来試料では65 K以下でバックフォールド特徴が出現し非公約-公約ロックイン転移を示唆。自己インターカレート試料では新奇√3×√3 CDWの兆候を発見。第一原理計算でバンド充填と層間隔がCDW秩序ベクトルの主要制御パラメータであることを実証。
Nanoscale Confinement Enhances Ultrafast Demagnetization
Feナノ薄膜のフェムト秒消磁に対するナノスケール閉込め効果を研究。10 nm以下の薄膜で消磁振幅が増大し、2 nmで約75%の増加を確認。超高速実験とab initio計算・原子スピン動力学シミュレーションにより、この有限サイズ効果がフォノン駆動でなく界面でのスピン秩序局所的弱体化という磁気的起源を持つことを解明。
Energy and Scaling Limits of Phase-Change Memory
相変化メモリ(PCM)の省エネルギー化と微細化の限界をレビュー。1ビットあたり数十フェムトジュールの消費エネルギー達成に貢献した主要技術として、活性領域の10nm以下への縮小化とデバイス内熱閉込み強化の2戦略を考察。理論限界はアトジュール/nm³の領域だが、接触・界面の熱電気寄生が実用上の制約となることを指摘。
Can MACE Potentials Accurately Describe Magnetism and Phase Stability in Fe-Ni Alloys? A Systematic Benchmark
Fe-Ni合金に対するMACE機械学習ポテンシャルを体系的にベンチマーク。SQSデータで訓練したMACE-sqsはエネルギー2.0 meV/atom・力24.3 meV/Åの検証誤差を達成し、状態方程式や弾性定数でDFTと良好な一致。bcc→hcp転移の転移圧はMACE-sqsが最も実験に近いが、Ni濃度依存性は全モデルで誤って予測されることを示す。
Ultrafast dynamics of excitons in black phosphorus
共鳴中赤外光励起により黒リンに励起子を生成し、時間分解ARPES分光でピコ秒時間スケールの超高速ダイナミクスを追跡。量子運動論的理論枠組みを開発し、フォノン散乱を介したダーク励起子へのデコヒーレンス過程をモデル化。単一谷半導体での内谷フォノン散乱がコヒーレント励起子現象の根本的限界であることを実験と理論の組み合わせで解明。
Photon correlation microscopy of quantum matter
光子相関顕微鏡(PCM)という新手法を導入し、MoSe₂-WSe₂ヘテロ接合の1次元双極子励起子系の多体物理を探索。圧縮相から非圧縮相への転移を観測し、低密度での光子バンチングから高密度での反バンチングへの進化を実証。集団的双極子反発による数安定化状態からの多体光子放出ブロッケードを発見し、量子光学と多体物理を橋渡しする手法を確立。
Magnetic order, magnons, and crystal fields in van der Waals CeSiI
新規重い電子系van der Waals超伝導体CeSiIの中性子散乱・X線吸収・共鳴X線分光により磁気励起を研究。結晶電場とマグノンの有効ハミルトニアンと基底状態を決定。強磁性最近接交換相互作用が支配的で共回転スピンサイクロイドを安定化することを実証。ヘビーフェルミオン物理と非従来型超伝導の微視的理解への基盤を確立。
Odd spin symmetry and anisotropy switching in p-wave magnet CeNiAsO
プロトタイプ奇パリティ磁石CeNiAsOでp波スピン対称性と抵抗異方性スイッチングを実験的に実証。ARPESで固有バルクバンド構造を同定しスピン分解ARPESでp波磁性特有の縮退面を確認。適度な磁場によるドメイン選択で高低抵抗状態スイッチングを実現し、反強磁性スピンメモリデバイスへの可能性を示す。Fe系超伝導体との構造的類似性から多様な相互作用の探索が期待される。
Absolute measurement of penetration depth of superconducting thin films using microwave stripline resonators
マイクロ波ストリップライン共振器測定とCOMSOL有限要素電磁シミュレーションを組み合わせたハイブリッド手法で、超伝導薄膜の絶対侵入深さを広温度域で決定。NbN薄膜の各種厚さで手法を実証し、Mylarフィルム挟込みフリップフィルム構造により低Tc材料への非破壊拡張も実現。高感度かつ汎用的な超伝導薄膜特性評価基盤を提供。
A GPU-based Solver for Polarization Dynamics in Ferroelectric Materials
ギンツブルグ-ランダウ形式を用いた強誘電体の完全分極ベクトル場計算向けGPU全加速ソルバーPETASPIN_microelectricsを開発。完全静電場計算と並列シミュレーション実行を実装し、BaTiO₃での温度誘起ヒステリシス相転移を再現。PbTiO₃/SrTiO₃二層膜での三次元ハイブリッドスカイミオン安定化を実証し、次世代強誘電体デバイス設計のための効率的予測プラットフォームを提供。
-2026/5/27---
AutoDFT: A Closed-Loop Multi-Agent Framework for Autonomous DFT Calculations
LLMを全フェーズに組み込んだ閉ループ型マルチエージェントDFT計算フレームワーク。戦略プランナー・ステッププランナー・モニタリング回復サイクルで構成し、VASPBenchの34タスクで94.1%の成功率を達成。専門知識なしでも信頼性の高い第一原理計算を実現する。
Hydrodynamic Cooperons in Electron Fluids: Schwinger--Keldysh Derivation and Quantum Corrections to Magnetoresistance
2次元電子系の流体力学レジームにおける量子干渉補正をSchwinger–Keldysh有効理論で記述。ランダム摩擦無秩序モデルから流体力学的クーパロンを構築し、保存則により主要な補正が剪断粘性テンソルに入ることを示した。Gurzhi応答と磁気流体力学的シグネチャへの影響を解析。
Slave-boson Formalism for Superconducting Pairing at Strong Coupling
スピン回転不変Kotliar-Ruckenstein slave-boson法を用いて1バンドHubbardモデルの超伝導を研究。鞍点周りの動的揺らぎから有効ペアリング頂点を構築し、正方格子上の異方的ギャップ方程式を解いた。カップレートの実験観測と定性的に一致するドープ・温度依存性を再現。
Diamond compound refractive lenses for high energy Dark Field X-ray Microscopy
ダイヤモンド製複合屈折レンズ(CRL)をX線光学素子として開発し、ESRF・ID03ビームラインで暗視野X線顕微鏡(DFXM)の対物レンズとして評価。Be製と比較して高光子密度を持ち、17・33・37 keVでAl・Be CRLと比較。37 keVで0.5 mm厚鉄系試料の観測に成功した。
GPU-accelerated finite-temperature Lanczos method for spin Hamiltonians
HubbardスピンハミルトニアンのGPU実装有限温度Lanczos法(FTLM)を開発。行列フリー行計算、圧縮ルックアップテーブル、組み合わせランキングスキームを導入。FP32 GPU演算の誤差はFTLM統計誤差より桁違いに小さく、CPUの約10倍高速化、次元数〜10⁸のヒルベルト空間を1台のワークステーションGPUで処理可能。
Nematic Phase Transitions in Multilayer Graphene Systems
Bernal二層・菱面体三層グラフェンのネマティック秩序を自己無撞着Hartree–Fock計算で研究。トリゴナルワーピングとデュアルゲートスクリーンクーロン相互作用を考慮し、完全・部分的等スピン偏極相の相図を計算。部分偏極相内でマイノリティキャリアのポケット数変化からC₃対称性の自発的破れを同定。
Resilience of the physicochemical properties of graphene-based materials for applications in harsh radiation environments
60 MeV 35Clイオン照射をHOPGとML-rGOに照射し、XRD・ラマン分光・SEM・AFM・電気輸送測定で評価。HOPGでは結晶秩序が進行的に低下するが、ML-rGOは高フルエンスで部分的な構造再編成を示し、より秩序あるsp2ドメインが形成される。初期構造秩序が放射線応答を大きく左右することを示す。
Locally resolved electronic textures of reconstruction domains in marginally twisted monolayer-bilayer graphene
微小ツイスト角の単層-双層グラフェン界面をSTM/STSで研究。3種の積層ドメイン(Bernal・菱面体・AAB)の個別の電子テクスチャを空間分解分光で明らかにし、計算局所状態密度で裏付け。バイアス電圧依存のトンネル特性の階層反転と、AABノード周りの理論予測された「ツイリング」を実証。
Surface d-orbital order in intermetallic compound
金属間化合物Tb₂CoAl₄Ge₂の表面状態に希土類5d軌道秩序を発見。ARPESでネマティック的フェルミ面変形とバンド分裂を観測し、平均場ハミルトニアンの強磁性軌道秩序項で記述。高分解能中性子回折・STMで構造および磁気起源を排除し、純粋な表面軌道秩序のシナリオを確立。
Structural Alter-Phononics: Sublattice-Momentum Locking in Spinless Lattice Dynamics
非磁性結晶において等価サブ格子で構成されるフォノン固有モードが運動量依存サブ格子偏極と振動数分裂を示す「交代フォノニクス」機構を提案。d波・テトラゴナルd/g波・6葉フォノンテクスチャを対称性から導出。第一原理計算で検証し、電子-フォノン結合や非調和応答への継承も示した。
Modulation of charge density waves in a twisted vortex moire superlattice
単層VTe₂とNbSe₂の間に形成されたツイスト渦モアレ超格子でCDW状態を研究。STM/STSにより単一モアレセル内でCDW安定性・コヒーレンスが異なる不等価局所相を発見。第一原理計算で局所歪みがCDW景観を支配することを示し、近接超伝導との競合も観測。
Designing Quantum Matter in Pyrochlore Iridates: A Perspective on Recent Thin-Film Advances
パイロクロアイリジウム酸化物R₂Ir₂O₇薄膜・ヘテロ構造研究の展望。(111)配向薄膜での磁気Weylセミメタル相・歪み制御磁気多極秩序・準2Dでのキラルスピン液体様状態・スピンアイスとの界面電子異方性状態など最新発見を概説。今後の課題と展望を論じる。
MatFormBench: A Benchmarking Evaluation Framework for Target-Driven Materials Formulation
逆材料設計アルゴリズムの評価フレームワークMatFormBenchを提案。物理駆動の配合生成スキームと5段階難易度設定で39種のアルゴリズムを1170評価で比較。拡散モデルが最高総合性能を示し、VAE・GAが特定場面で優位。統一評価基準で再現可能なアルゴリズム比較を実現。
Relationship between heat effects and shear modulus relaxation during structural relaxation of a telluride glass
Te₇₅Ge₁₅Ga₁₀共有結合性ガラスの熱効果と剪断弾性率の緩和を並行計測。金属ガラスで導出された熱効果と剪断弾性率の関係式が非金属ガラスにも適用でき、剪断弾性率緩和データから発熱・吸熱反応を良好に再現。緩和現象が弾性双極子—周囲マトリクスより低い対称性を持つ原子配置—に支配されることを示す。
Tunable competing optical excitation pathways in the topological surface states of Bi$_2$Te$_3$
角度分解2光子光電子分光でBi₂Te₃のトポロジカル表面状態に2つの励起経路(オフ共鳴仮想状態遷移と共鳴遷移)を同定。スペクトル応答の顕著な変調で2経路の競合を観測。温度誘起の化学ポテンシャルシフトで共鳴チャンネルを選択的に制御でき、スピントロニクスデバイスへの応用が期待される。
Neural Autoregressive Control Variates for the Quantum Monte Carlo Sign Problem
量子モンテカルロの符号問題を緩和するためにオートリグレッシブモデルでゼロ平均制御変量を構築。正・負符号セクターに分離した2つのネットワークを訓練し、差がゼロ平均の補助観測量を提供。三角格子Heisenberg反強磁性体で平均符号の標準誤差を1桁、エネルギーを3〜5倍改善した。
Terahertz spin-current transparency through rough interfaces
Co|Ptヘテロ構造のTHz放射分光で界面粗さとスピン流透過率の関係を調査。Au下地層の厚みで粗さを制御し、インピーダンスと光吸収を補正してスピン流透過率を抽出。界面RMS粗さとグレインサイズが3倍変化しても透過率は約30%しか低下せず、超高速スピン輸送が界面形態に頑強であることを実証。
Ultrafast signatures of Dirac / flat-band hybrid states from time-resolved ARPES
SiC(0001)上のエピタキシャルグラフェンとフラットバンド吸着層の混成を時間分解ARPESで直接観測。層間結合によりディラックキャリア緩和が加速、フラットバンドからの直接光励起による過渡的チャージング、超高速電荷逆移送の3つの特徴を確認。インターカレート原子番号で混成度を制御可能。
Active learning of collinear magnetic Moment Tensor Potentials using the spin-MLIP package from soft-constrained spin-polarized DFT calculations: a case study of Fe-Pd
磁気自由度を明示的に取り込んだ磁気Moment Tensor Potential(mMTP)の能動学習ワークフローを構築。spin-MLIPコード・VASPのソフト拘束スピン分極DFT計算・LAMMPSのMDをパイプライン化。Fe-Pd結晶で磁化・状態密度の体積依存性がDFT計算と良好に一致することを確認。
Long-range deformations in Gaussian States
KitaevマヨラナチェーンのGS状態から冪乗則1/r^α結合のイマジナリー時間発展で波動関数を変形。α>1では有限変形で滑らかなクロスオーバーのみ、α=1では無限小変形でトポロジカル相への即時遷移(Kramers-Wannier対称性によるIsingスケーリング)、α<1ではゼロ以外の全変形強度で臨界的挙動を示す。
Quantum Geometric Origin of Hall Viscosity and Nonlocal Hall Conductivity in Lattice Bands
格子バンドのホール粘性がBerry曲率(射影座標代数)と量子計量(波束四重極広がり)で決定されることを示す。非局所ホール伝導率の波数二次係数に格子粘性-伝導率関係が現れ、電気的に測定可能。アイデアルバンドでの逸脱はBerry曲率揺らぎで定量化される。
Light-induced Faraday effect from dynamical breakdown of Kleinman symmetry
ポンプ-プローブ実験での異常に大きな偏光回転が巨視的磁化を生成せずに三次光感受率の反対称成分から生じることを示す。Kleinman対称性の力学的破れによる光誘起Faraday効果は本質的に動力学的で、フォノンとの共鳴結合で大幅増強される。正方格子sp密結合モデルで有限の応答を実証。
Subdiffusion equation with Cattaneo effect
拡散フラックス活性化のランダム時間遅延としてCattaneo効果を定義し、Mittag-Leffler関数制御の時間遅延確率分布を組み込んだCattaneo型サブ拡散方程式を導出。短時間では超拡散的な二乗平均変位を示すが全時間域でサブ拡散を維持。部分吸収壁のRobin境界条件への適用例も示し、実験的同定法を提案。
Identifying and designing altermagnetic crystals in real space
コリニア補償反強磁性体から交代磁性を同定する実空間基準を定式化。宿主非磁性構造の結晶学的操作が逆スピンサブラティスをどう置換するかに基づき、反転がサブラティスを交換しなければスピン分裂が許可される。第一原理計算で非中心対称・中心対称材料の代表例を検証し、低次元結晶への拡張も示す。
Impact of Stoichiometry of MoSi Thin Films for Enhanced Sensitivity of Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors
MoSi超伝導薄膜の組成が超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)性能に与える影響を系統的に調査。Tc・シート抵抗・膜厚の普遍的スケーリングを発見。検出電流と光子エネルギーの線形関係、界面熱境界コンダクタンスのMo濃度依存性を解明。Mo₀.₅₃Si₀.₄₇(Tc=4.1 K)で最高感度を達成。
Overcoming contact resistance at metal-2D semiconductor interfaces: atomically clean MoS2/Au ohmic junctions
超高真空中でAu基板上に剥離した単層・多層MoS₂の電気輸送測定。大気中試料と対比して、本質的なMoS₂/Au接合は高伝導性でオーミック特性を持つことを実証。従来報告の高接触抵抗は界面汚染が原因で、局所力学的ラミネーションによりオーミック接触を回復できることを示した。
Atomically precise mechanosynthesis of carbon structures on hydrogenated Si(100) by inverted-mode STM
反転モードSTMを用いて表面堆積分子からC₂ユニットを水素終端Si(100)の反応性サイトへ供与し、炭素構造を原子精度で合成。単一サイト・空間パターン多サイト供与と、逐次C-C結合形成によるポリイン構造の組み立てを実証。プログラム可能な原子精度製造の基盤能力を確立。
Absence of a Superradiant Phase Transition in Dirac Landau Polaritons
封入単層グラフェンと単一補完型分割リング共振器の超強結合でTHz分光を実施。規格化結合定数≈0.4まで到達したが超放射相転移(SRPT)のシグネチャ(下部ポラリトン軟化)を観測せず。近視野モデルを用いた第一原理Hopfieldハミルトニアンで全分散を定量的再現し、グラフェンLandauポラリトンでのNo-Go回避SRPTを排除。
Quantum Resistance Paradox of Low-Dimensional Superfluids
ユニタリーフェルミガスの数値的プログラム可能な輸送ジオメトリで超流体散逸の幾何依存性を研究し、1D→2Dクロスオーバーで抵抗が最小値を持つパラドックスを発見。チャンネル幅を広げると抵抗が増加する領域が存在。1D領域では位相スリップ理論、2D領域では有限サイズ渦モデルと整合し、次元クロスオーバーで両機構が同時抑制されることを示す。
-2026/5/26---
Supersymmetry Without Time-Reversal Invariance in Model A: A FRG perspective
モデルAダイナミクスにおいて、超対称性だけでは時間反転不変性(TRI)を保証しないことを示した。超対称だがTRIを破るモデルを陽に構築し、摂動論的にはTRIが有効な大スケール対称性として現れることを論じた。FRGを用いて動的有効作用が平衡有効作用の微分を含み、そのRGフローが平衡理論と同一であることも示した。
Universal classification of continuous phase transitions with two order parameters
2つの秩序変数を持つ系の連続相転移を自由エネルギーの結合項に基づいて体系的に分類した。系を複数のカテゴリーに分け、それぞれの相図パターンと臨界スケーリングの違いを示した。複雑な系の相転移を結合項の形だけから評価する新たな手法を提案している。
なんでも分類理論に持ち込めるもんだなぁ
Theory of supercooled water
結晶固体に対して準安定な真の過冷却液体状態を考慮した水のモデルを導入した。数値解がSpeedy-Angellの安定限界描像とPooleらの液液臨界点の両方を再現することを示した。液液臨界点の実在性がジュール・トムソン過程の「逆転熱力学」およびブラックホールの類似現象との類比から理論的妥当性を得ることを明らかにした。
Signature of spin liquid state in a frustrated 3D antiferromagnet
フラストレートパイロクロア格子磁性体ZnCrGaO₄を合成・評価した。キュリー・ワイス温度が約−205 Kと大きく、Cr³⁺間に強い反強磁性交換相互作用が存在するにもかかわらず、125 mKまで長距離磁気秩序が観測されなかった。低温比熱のべき則挙動やゼロ磁場下でのスピン凍結のなさから、動的相関基底状態(スピン液体的振る舞い)の強い証拠を示した。
Charge density wave in a band insulator
バンド絶縁体α-Bi₄Br₄において電荷密度波(CDW)状態の実験的証拠を発見した。フェルミ面を持たない絶縁体中で40 K以下に一方向電荷変調が現れ、格子並進対称性を破ることを走査型トンネル顕微鏡で可視化した。さらに非線形電気伝導も観測されており、新種のCDWとして新たな理論的枠組みが必要であることを指摘した。
Quantized thermal current vortices
熱ホール効果の量子版(量子化熱ホール効果)の理論的枠組みをゾンマーフェルトの磁束量子化に基づいて構築した。散逸なし熱電流渦の存在可能性を示し、これらの渦がスキルミオン格子などトポロジカル構造の安定性と動態に重要な役割を果たす可能性を議論した。
Ultrafast Magneto-optical Fingerprints of Altermagnetism in MnTe
交代磁性体MnTeにおいて時間分解磁気光学ポンプ・プローブ測定を行い、KerrおよびVoigt効果の共存を報告した。Kerr効果が運動量空間のBerry曲率に由来し、Voigt効果がリアル空間のNéel秩序から生じることを示した。過渡Kerr信号が過渡Voigt信号より速い緩和を示すことで、両者の異なる起源を裏付けた。
Thermodynamics of classifiers
マルコフ過程に基づく2値分類器において、エントロピー生成と動的活性などの熱力学的コストによってベイズ誤差の下限を定式化した。熱力学的コストがゼロの場合にベイズ誤差が1/2(ランダム推測)に達し、コストが増すほど誤差が減少するというエラー・コストのトレードオフを導出した。
Light-Driven Ferroic Switching Enables Reversible Control of Hydrogen Adsorption Thermodynamics
2次元イオン性強誘電体単層TiGeSe₃における光誘起強誘電スイッチングが水素吸着自由エネルギーを0.33〜1.11 eVの範囲で可逆的に制御することを示した。ピコ秒の担体再結合で元の強誘電秩序が回復し、超高速可逆サイクルが閉じることを非断熱動力学シミュレーションで示した。AgBiP₂Se₆やCuInP₂S₆でも一般性を確認している。
Termination-Dependent Surface States and Magnetic Fingerprints of Chiral Helimagnet Cr1/3TaS2
キラルらせん磁性体Cr₁/₃TaS₂の終端依存的な表面電子状態を高分解能ARPESと第一原理計算で系統的に調べた。TaS₂終端ではスーパーラティスバンドとCr-Ta軌道混成ポケットが現れ、Cr終端では磁性帯分裂がキラルらせん磁気秩序パラメータを追跡する直接的なスペクトル指標となることを示した。
Emergent Dispersive Multipolar Excitations in NaErSe2
三角格子反強磁性体NaErSe₂において中性子分光法と全角運動量モデルを組み合わせ、局所励起と集団励起が結合した多重極子バンドの出現を確認した。ストライプx秩序を形成する双極子Γ₄基底状態からのマグノン分枝が高い Γ₄準位にも複製され、Γ₅₆準位と結合して多重極バンドを形成する。外部磁場で波動関数が再構成され、多重極強磁性体に移行することも示した。
Nonunitary triplet superconductivity in the Z2 topological metal SrPd2As2
Z₂位相的金属SrPd₂As₂においてμSR測定によりTc=0.94 K以下での自発内部磁場を検出し、時間反転対称性の破れを確立した。スピン軌道結合と正方晶対称性および開いたフェルミ面トポロジーの相互作用が、節がモメンタム空間の電子状態のない領域に位置する非ユニタリ三重項超伝導状態を安定化することを示した。
Theoretical study of superconductivity in freestanding infinite-layer nickelate membranes under pressure
圧力下の自立型無限層ニッケル酸塩Nd₀.₈₅Sr₀.₁₅NiO₂膜を第一原理計算に基づく7軌道有効モデルで理論的に調べた。FLEX近似によりTcの単調増加が再現され、この増強がNi原子の極端に低い価数に起因した過剰電子相関の緩和によることを示した。圧力下での結晶構造動的安定性もフォノン計算で検証した。
Ab-initio Crystal Structure Determination from Powder X-Ray Diffraction
粉末X線回折からの結晶構造決定を2段階最適化問題に分解するハイブリッドab-initioアプローチを提案した。空間群・単位胞パラメータ・ワイコフ位置の離散選択と原子座標の連続最適化を組み合わせ、AIと物理的制約を統合することで複雑な構造や低品質データでも堅牢な決定が可能であることを示した。
Quantum Printing: Laguerre-Gaussian Beam Induced Topological Magnetic Textures
ラゲールガウスパルスが光磁場の空間構造を通じて非共線磁気テクスチャを刷り込む「量子印刷」手法を提案した。界面異方性・バルクカイラリティ・電流駆動トルクを必要とせず、光のトポロジー的性質と偏光によって制御できることをマイクロ磁気シミュレーションで示した。マグノニクスや超高速THzを用いた再構成可能なトポロジカルテクスチャへの応用を提案している。
Analytic Origin of Green-Function Compression in the Intermediate Representation
虚時間グリーン関数の圧縮に用いられる中間表現(IR)基底において、有限ラプラス変換構造を発見した。IRカーネルの固有関数が回転楕円体波動関数として展開できることを示し、IRの圧縮機構を解析的に解明した。この結果は量子多体物理と情報圧縮・有限積分変換理論を結ぶ数学的基礎を与える。
Revisiting spin Hamiltonian parameters in a Kitaev material via Bayesian optimization of magnetization curves
キタエフ候補物質α-RuCl₃のスピンハミルトニアンパラメータをベイズ最適化によりb軸およびc軸方向の実験的磁化曲線から決定するデータ駆動アプローチを提案した。最適パラメータは大きな正のΓを支持し、スピン構造因子・磁化率・比熱の計算が実験と良好に一致することを示した。
Target-Distribution-Guided Cross-Functional Fine-Tuning of Machine-Learning Interatomic Potentials
機械学習原子間ポテンシャルのクロスファンクショナルファインチューニングに自己学習ハイブリッドモンテカルロ(SLHMC)を用い、ターゲット汎関数の平衡分布に基づく学習データを生成する手法を提案した。ルチルTiO₂を対象にMACE-MP-0をHSE06にファインチューニングし、構造・熱力学特性の改善を実証した。ターゲット分布のカバレッジがファインチューニングの本質的要件であることを示した。
A particle-resolved rheological study of chirality transfer and odd transport
カイラル能動浴に埋め込まれた対称受動トレーサーが局所衝突を通じてカイラルな能動ダイナミクスを獲得し、円形軌跡と一定引力下での横ドリフト(奇数輸送)を示すことを卓上実験・多体シミュレーション・粗視化理論で実証した。非線形摩擦がカイラル能動揺らぎを巨視的な奇数応答へ整流する本質的因子であることを特定した。
Light-Driven Intrinsic Perfect Superconducting Diode Effect
光駆動非平衡系において完全超伝導ダイオード効果(100%ダイオード効率の一方向超電流)を示した。単色光が反転対称性と時間反転対称性を欠く系で完全SDEを誘起し、多周波光が動的対称性の破れにより反転対称系でも実現可能にすることを示した。非平衡制御と対称性工学に基づく一方向超伝導輸送の一般原理を確立した。
Lattice polarons with extended interactions
強いオンサイト斥力と可調近接相互作用を持つ2次元格子ポーラロンを変分法で研究した。拡張相互作用によって通常の引力・斥力ポーラロン描像を定性的に超える暗黒不純物状態が出現し、これらが実空間で双極対称性を持つ非自明な内部構造を示すことを明らかにした。格子系の隠れた準粒子状態の探索に新たな道を開く結果である。
Dynamical susceptibility and quantum Fisher information in the Su-Schrieffer-Heeger model with Hatsugai-Kohmoto interactions
SSH-HKモデルの動的スピン・電荷感受率と量子フィッシャー情報を解析的に導出した。HK相互作用の運動量対角性により、ゼロ波数での有限応答や整数・分数充填間のスペクトル重みの再構成など特徴的な充填依存挙動が現れることを示した。また量子フィッシャー情報は充填セクターの効率的な指標となるが、トポロジカル転移には感度がないことも明らかにした。
Imaging Surface Magnetization in Altermagnetic MnTe Films
走査プローブ量子NV磁力顕微鏡で交代磁性体候補α-MnTeのナノスケール磁化と磁区をリアルスペースで可視化した。外部磁場によるアルタマグネット秩序の制御を実証し、異なる膜厚の評価から界面起源の弱い磁化と異常ホール効果との相関を示した。アルタマグネット統合スピントロニクスデバイスへの材料設計に知見を提供する。
Non-local low energy neutral excitations in a strongly disordered triangular Mott magnet Cr3Se2Br5
強いδ無秩序を持つフラストレート三角格子Mott絶縁体Cr₃Se₂Br₅において、強い局在化が期待されるにもかかわらず遍歴中性励起が存在することを発見した。高絶縁性にもかかわらず磁気比熱と熱伝導率が低温でリニアな温度依存性を示し、電荷を運ばない遍歴低エネルギー励起の証拠を与えた。無秩序・フラストレーション・電子相関の相互作用が新しい量子物質相を生み出すことを示唆する。
Thermal PBE in warm dense matter: Does it matter and is it accurate?
温度依存PBE交換相関汎関数(熱PBE)を温密物質のKohn-Sham DFT計算に実装し体系的にベンチマークした。熱PBEがLDA・PBEおよび熱LDAと比較してエネルギー・圧力・電荷密度の記述を大幅に改善し、PIMC参照データと良好に一致することを示した。追加的な計算コストはほぼゼロで済む実用的な準局所汎関数として温密物質の標準的手法になりうることを示した。
Three-Dimensional Atomic-Scale Structural Transformation in a SrTiO3 Grain Boundary
多スライス電子タイコグラフィでSrTiO₃のΣ13粒界の3D原子構造をカチオンと酸素の両方を可視化しながら解明した。深さ分解再構成により対称配置から非対称配置への転移を発見し、2つの配置が異なる化学・空孔分布を持つことを定量化した。粒界での原子シャッフリングと隣接結晶域の集団せん断変位が転移を媒介することを示した。
Disentangling the contributions of individual cations to magnetic order in a spinel high entropy oxide
X線磁気円二色性でスピネル型高エントロピー酸化物(Cr,Mn,Fe,Co,Ni)₃O₄の各カチオンの磁気秩序への寄与を解明した。磁気転移は全カチオンで同時に起きるが、磁気モーメントの成長速度は強くカチオン依存する。これは3d結晶場準位の充填が異なる交換経路への参与を決定するためであり、Ga非磁性置換がこの差異を抑制することも示した。
Spin layer groups and their corepresentations
3次元スピン空間群から引き継がれたスピン層群を異方軸と次元縮約を考慮して系統的に分類し、既約共表現を解析的に導出した。この分類は低次元磁性材料における対称性保護特性と新奇量子状態の研究のための基礎的枠組みを確立するものである。
On the Relation Between String Order Parameters, Entanglement, and Dynamical Quantum Phase Transitions in Topological Dynamics
1次元トポロジカルモデルにおけるクエンチ後の文字列秩序パラメータのゼロ点と動的量子相転移(DQPT)の臨界時刻の間に一般的な定量的・定性的関係がないことを示した。文字列秩序パラメータのゼロと絡み合いスペクトル中心での交差にも一般的接続はなく、各動的臨界性は独立して振る舞うことを明らかにした。
Near-Room-Temperature Antiferromagnetic Ordering in the Quadruple Perovskite Sr4NaRu3O12
1:3規則四重ペロブスカイトSr₄NaRu₃O₁₂を合成・評価した。この化合物はTN≈265 Kの反強磁性転移を示し、ルテニウムモーメントが六方晶c軸沿いに共線的に整列することを中性子回折で確認した。三回逆回転軸上のRuモーメントは強いフラストレーションにより長距離秩序に寄与しないことが示された。
kikuchipy: an open-source toolbox for analysis of EBSD patterns
電子後方散乱回折(EBSD)パターン解析のオープンソースPythonツールボックスkikuchipyを発表した。主要ベンダーのファイル形式に対応したHough・Dictionaryインデクシングおよび配向・投影中心の精密化が可能で、実験・シミュレーションパターンの視覚的比較による検証もできる。二相ステンレス鋼やAl合金への適用例で能力を実証している。
Hybridization of Ferromagnetic and Cyclotron Resonances in a Two-Dimensional Electron System on a Ferromagnetic Film
強磁性フィルム上の誘電体に挟まれた2次元電子系のマイクロ波応答を理論的に研究した。強磁性共鳴とサイクロトロン共鳴が相互作用して反交差し、共鳴周波数だけでなく共鳴線幅も大きく変化することを示した。
Anomalous Hall Effect in Silicon-Compatible Altermagnetic alpha-MnTe Thin Films
MBEでSi(111)上にα-MnTe薄膜を直接エピタキシャル成長させ、このシリコン互換交代磁性体系で異常ホール効果を実証した。ネット磁化がなくても薄膜幾何による対称性の破れから有限ベリー曲率が生じ、ヒステリシス的ホール応答が現れることを第一原理計算で確認した。半導体デバイスアーキテクチャへのベリー位相機能統合の経路を示す。
Demagnetization effect on magnetic noise measurements in spin ice materials
スピンアイスにおける磁気ノイズスペクトルが試料の形状(反磁化場)によって大きく変化することを示した。異なる形状の単結晶試料での磁気ノイズとAC磁化率の測定を組み合わせ、測定されたノイズスペクトルは内在的揺らぎスペクトルを直接与えないことを明らかにした。試料形状が揺らぎ分光の本質的な実験制御パラメータであることを確立した。
測定されたノイズスペクトルは直接的に固有の変動スペクトルを与えるものではなく、一般的にノイズデータだけでは減磁補正を決定することはできない
Magnetic ground state of a prototype quasicrystal approximant: a candidate for octahedral spin ice physics
準結晶近似結晶Cd₆Tbの磁気基底状態を中性子回折とμSRで調べた。Ising型Tbモーメントが隅共有八面体ネットワーク上に配置された非共面多重k磁気基底状態を発見した。Tbモーメントの1/3のみが長距離秩序を示し、残りはマイクロ秒スケールの動的状態にあり、八面体スピンアイス物理学の鍵となる磁気フラグメンテーションの実現候補として提案した。
Magneto-optic phonon resonances in magnetic topological EuCd2As2 via helical Raman spectroscopy
強磁性体EuCd₂As₂のキュリー温度以下で円偏光ラマン分光を行い、スピン-フォノン結合によるラマン強度の異常増大を観測した。磁気光学効果によりAモードピークが識別でき、12.5 meVピークの円偏光度が4.2 Kで60%に達することを示した。反強磁性体EuCd₂As₂では同様のスピン-フォノン結合はほぼ観測されず、両者の違いを磁化との関係で議論した。
Observation of the Optical Phonons in alpha-MnTe films
MBEでGaAs(111)B基板上に高品質α-MnTe薄膜を成長させ、ラマン分光と第一原理フォノン計算を組み合わせて全対称性許容ラマン活性フォノンモードを同定した。121および140 cm⁻¹付近の複数の振動特性が六方晶NiAs型格子のラマン活性フォノンであることを確認した。高結晶品質の薄膜がアルタマグネティズムと格子励起の研究基盤となることを示した。
Characterizing emergent multi-scale dynamics in colloidal nanoparticle gels
コロイドナノ粒子ゲルの多スケールダイナミクスをX線光子相関分光(XPCS)を中心に、レオロジーや顕微鏡などの相補的手法で特性評価する展望論文である。第4世代光源でのXPCS能力拡張とモジュール型モデルシステムの組み合わせが、記述的基礎研究を超えて適応・プログラム可能なゲル設計へと移行する道を切り開くことを議論した。
Response of a dipolar BEC to Laguerre-Gaussian beam driven STIRAP
準2次元トラップ双極子ボース・アインシュタイン凝縮体にLaguerre-GaussianビームによるSTIRAPを適用し、超流体・液滴・超固体の各相でのボルテックス核形成と角運動量移送を研究した。超流体では安定した量子渦が形成されるが、超固体では磁場方向の再配向により効率的な角運動量移送と渦の安定化が回復することを示した。
-2026/5/25---
Weak wave turbulence as a precursor to universal coarsening in a homogeneous Bose gas
均一なBoseガスの低エネルギー緩和と凝縮過程における普遍的ダイナミクスを実験的に研究。局所的コヒーレンスの形成が弱波乱流(WWT)理論の枠組みで記述できることを示し、粒子が低運動量へ輸送される逆乱流カスケードがべき乗則運動量分布(指数γ=2.4(1))と輸送時間∝(na)⁻²で特徴付けられることを実証した。
Thickness-Dependent Spintronic Terahertz Emission in MBE-Grown PtTe₂: From Semiconductor to Type-II Dirac Semimetal
MBE成長したPtTe₂薄膜のスピントロニクスTHz放射が膜厚によって劇的に変化することを実証。単層半導体相では放射なし、2ML付近の半金属転移で急激に増加し10MLでPt参照の6倍の振幅に達した後、減少する非単調挙動を示す。スピン運動量ロックしたトポロジカル表面状態と厚さ依存界面Rashba分裂の両方が寄与することを第一原理計算で確認した。
Surface States in Strain-Induced Nodal-Line Topological Semiconductors
歪みとスピン軌道結合下にある反転バンドギャップ半導体のトポロジカル相図をLuttingerハミルトニアンモデルで解析。3Dトポロジカル絶縁体、Diracセミメタル、ノーダルラインセミメタル、Weylセミメタル間の相転移を追跡し、高対称方向での表面状態の解析解を導出して各相境界をまたぐ連続的な進化の統一的描像を提示した。
Pulsed thermal annealing enables switching of chiral antiferromagnetic order with a sub-millitesla field in Mn₃Sn
Weyl反強磁性体Mn₃Snにおいて、熱パルス(Néel温度以上)と0.1 mT以下の極小磁場を組み合わせることでカイラル反強磁性状態の信頼性の高いスイッチングを実現。Néel温度以上への加熱が磁気異方性を一時的に解除してエネルギー障壁をほぼゼロにする機構を単結晶の異常Hall効果測定で実証し、ナノスケールデバイス設計への指針を提供した。
Generalized Shift Vector as the Intrinsic Dipole of Many-Body Correlated Electronic States
非線形光学・輸送現象で重要なシフトベクトルが、相関電子状態の固有双極子モーメントとして根本的に理解できることを示した。ゲージ不変性の局所・大域的側面と多体相関の内部コヒーレンス構造との関係を明確化し、光誘起相関・電子フォノン過程・励起子状態への適用を通じてシフト電流の標準表式を特殊ケースとして統一的に導出した。
Symmetry-protected nodal planes and accidental nodal surfaces in mixed odd-even wave spin-momentum locking of relativistic altermagnets
相対論的交代磁性体におけるスピン運動量ロックの変化を理論解析。CrSbとウルツ鉱型MnTeを例に、Néelベクトル方向によってg波特性が保持される条件を特定した。強誘電性アルターマグネットにおいてはp波磁性に1つの対称性保護ノーダル面と偶発的ノーダル面が共存しうることを示し、角運動量波対称性の混合が実現可能であることを明らかにした。
Self-organized formation of step-terrace structure in SrRuO₃ thin films grown on mixed-terminated SrTiO₃ (100) substrates
表面処理なしの混合終端SrTiO₃(100)基板上でパルスレーザー堆積したSrRuO₃薄膜が自己組織的にステップテラス構造を形成する現象を報告。3次元島成長からステップフロー成長への転移をAFMで観察し、基板温度とターゲット基板間距離でテラス幅を系統的に制御可能なことを示した。この形態がその上に成長させるBiFeO₃の平坦性と結晶品質を向上させることも実証した。
Nonequilibrium dynamics of high energy transitions in monolayer WSe₂
単層WSe₂の高エネルギー光学遷移の超高速ダイナミクスを可視〜紫外広帯域過渡吸収分光で調査。高エネルギー励起の形成・緩和が低エネルギーバンドエッジ励起子より顕著に遅い時間スケールで進行することを実験的に観測し、第一原理計算による励起子ランドスケープ解析からフォノン媒介による運動量暗励起子形成に帰因することを明らかにした。
Phase diagram of the vortex state in an amorphous Re₆Zr thin film exhibiting inverse melting
非晶質Re₆Zr薄膜における逆融解(温度上昇で渦糸液体から結晶へ転移)現象を直流輸送・低周波磁気スクリーニング応答と走査型トンネル分光で包括的に調査し、磁場‒温度パラメータ空間での渦糸状態相図を構築した。逆融解が膜厚依存であり、5nm膜では不均一液体状態、50nm膜では大部分で結晶固体状態を維持することも明らかにした。
Momentum-Resolved Tunneling Modulation Induced Giant Multistate Resistance in Antiferroelectric Multiferroic Junction
Fe₃GaTe₂/二層In₂Se₃/Fe₃GaTe₂ヘテロ構造による反強誘電体マルチフェロイックトンネル接合を提案。反強誘電体相転移によるブリルアンゾーン全域の消衰速度変調とFe₃GaTe₂界面での完全スピンフィルタリングを組み合わせることで、TER~7.6×10³%(従来の4倍以上)とTMR超~6.8×10⁵%(2桁向上)を達成し、室温で6つの非揮発性抵抗状態を実現した。
Graphene-based Photodetector with Engineered Hot Carrier Cooling Dynamics
WSe₂/グラフェン/WSe₂導波路集積型光検出器において、近傍グラファイト層の近接スクリーニング効果によりホットキャリア冷却時間を最大4倍延長し、内部光応答度を約50%向上させることに成功。フォトミキシング法による連続波励起下での冷却ダイナミクス評価から性能改善を定量化し、シリコンフォトニクスプラットフォームへのグラフェン統合の可能性を実証した。
Evidence of a Hybridized Topological State in Weyl Semimetal/Topological Insulator Mn₃₊ₓSn₁₋ₓ/Bi₀.₈₅Sb₀.₁₅ Heterostructures
強磁性Mn₃₊ₓSn₁₋ₓ/Bi₀.₈₅Sb₀.₁₅ヘテロ構造の界面にWeylセミメタルFermi弧とトポロジカル絶縁体表面状態が混成したトポロジカル状態の磁気輸送証拠を報告。欠陥・不純物導入で消失したWeylノードトポロジカル輸送がBi₀.₈₅Sb₀.₁₅オーバーレイヤーの成長により復元されることを示し、重金属オーバーレイヤーでは復元されないことで界面混成が起源であることを確認した。
Multi-field Return Point Memory
スピングラス・マルテンサイト・粒状物質などの多安定系における複数制御場でのリターンポイントメモリを理論化。ゼロ温度イジングモデルで実証し、複数の場を印加する操作順序に応じて系が以前の磁化だけでなく厳密なミクロ状態まで回復できることを示した。操作の可換・非可換性の分析から、物理系がどのように記憶・学習・訓練されるかの新たな洞察を提供した。
Orbital Selective Dirac-like States in EuAgAs Revealed by Polarization Dependent ARPES and DFT
磁気トポロジカルDiracセミメタル候補EuAgAsの電子構造と軌道特性をDFTと偏光依存ARPESで調査。Fermi面でリング状特徴とほぼ線形のDirac分散を確認し、光子エネルギーと偏光によって異なる軌道特性を選択的に観測可能であることを実証。磁気秩序(9〜30 K)が電子構造にほとんど影響しないことも確認し、磁気トポロジカル量子状態への含意を論じた。
まあ、結構みえてるか
Quantum critical collapse of a pinned vortex glass
強無秩序超伝導体非晶質In₂O₃薄膜のプラズモニックマイクロ波分光で超流体密度を追跡し、3桁の磁場範囲で対数的にしか減少しない異常な耐性を発見。渦糸間相互作用で強化された集団ピン止め機構に帰因し、臨界磁場での連続量子臨界点の存在と渦糸ガラスの巨大非線形電磁応答(正のKerr効果)を発見した。量子センシングへの応用可能性も示唆した。
Time crystals in cavity-BEC systems
キャビティ-BEC系で予測・実現された3種類の時間結晶状態をレビュー。最小限の少数モードモデルを構築し、キャビティモードの相関関数と凝縮体の特徴的な運動量モードによって各時間結晶状態を明確に区別する特性評価の枠組みを提示。光子放出によるリアルタイム読み出しが可能なキャビティBECが動的現象シミュレーションの理想的プラットフォームであることを示した。
-2026/5/22---
Robust fluctuating intertwined charge stripes in the Emery model
Emery模型(多バンド模型)におけるスピン・電荷ストライプを研究。DMRGとDQMCを組み合わせ、酸素中心の電荷ストライプをEmery模型パラメータ領域で確認した。DQMCのp軌道静的電荷相関関数の詳細解析から、「電荷の流れ」に沿ったp軌道での強い電荷密度変調を示し、ネマティシティと電荷ストライプの密接な関係を明らかにした。
Quantifying the coupling between strain and cation valence in high entropy oxide thin films using electron microscopy
高エントロピー酸化物(HEO)薄膜において4D-STEM・EELS・EDSを用いてナノスケールひずみとCo価数の相関を定量化した。同組成でも異なる成長温度によりひずみ・欠陥状態が異なることを示し、合成条件によってひずみと価数を制御し機能特性を調整できるフレームワークを確立した。
Observation of Altermagnetic Order Switching in Bulk MnTe by Polarized Neutron Diffraction
偏極中性子回折によりMnTeバルク結晶の交代磁性秩序を直接観測。核磁気干渉項からネールベクトルの存在を確認し、スピン軌道結合起源の弱強磁性モーメントが交代磁性秩序と結合していることを発見。両者はミリテスラ規模の磁場冷却によってスイッチング可能であることを示した。
Tunneling spectra of TaOx junctions for van der Waals superconductors
マグネトロンスパッタで作製した高品質TaOxベース平面トンネル接合をvdW超伝導体の分光に応用。Bi2212を基準として超高真空STSと同等の高品質トンネルスペクトルを実現した。広い温度・磁場範囲での高精度分光が可能なプラットフォームを確立し、多様な2次元系の電子構造探索への汎用戦略を提示した。
Comment on "Entropic Costs of Extracting Classical Ticks from a Quantum Clock"
DQDを用いた「量子時計」実験に対するコメント。(I)提案された時計は古典的な振る舞いのみを示しティック間の内在的時間相関を欠くため正確な時計として不十分。(II)熱力学解析がエントロピー生成を誤帰属し増幅と測定を混同しており、報告されたエントロピーは工学的散逸であり量子時間計測の根本的コストではないと指摘した。
Thermodynamic Irreversibility of Training Algorithms
AIシステムの学習アルゴリズムの不可逆性を統一フレームワークで解析。数値的後退誤差・時間繰り込み補正・時間反転非対称性・確率的熱力学エントロピー生成の4指標がステップサイズの主要オーダーで等価であることを証明。時間反転対称性の破れがエントロピー生成率を最小化する学習軌道への普遍的選好を生み出すことを示した。
Nonlinear Photonic Tripartite Phase
非線形準周期フォトニック格子で局在・臨界・拡張状態が共存する三相領域を実験的に実現。カー非線形性(有効相互作用)が状態選択的に臨界窓へのアクセスを可能にし、弱い非線形性で低エネルギー局在状態が臨界窓に移行する一方、強い非線形性では再局在化することを波束ダイナミクス追跡で示した。
Direct observation of the transverse near field of an edge excitation and associated slow secondary dynamics in a fractional quantum Hall state
ν=1/3分数量子ホール状態でのエッジ励起の横方向近接場を時間分解フォトルミネッセンス顕微鏡で直接観測。エッジマグネトプラズモン通過時に30μm以上に及ぶ即時バルク応答(準静電近接場)を確認し、EMPが厳密な1次元電荷密度振動でなく空間的に広がった集団励起であることを示した。また時間スケールの異なる二次的バルク応答との共存も観測した。
Superconductivity in doped spin multimer systems
複雑なスピン結合を持つ正孔ドープ系でも強結合エネルギー極限ではハードコアボゾン模型に帰着し超伝導の兆候が現れることを示した。二重近藤格子模型でDMRGを用いてペア相関を数値的に解析し、強結合領域を外れたパラメータでもクロスオーバーを通じてペア状態が維持されることを確認。局所スピン相関の詳細によらずペア形成が成立することを明らかにした。
Theory-Guided, Machine-Learning-Accelerated Discovery of a 3D Carbon Nested Nodal-Surface Semimetal
対称性工学原理に基づき機械学習加速逆設計でbct-C24「Netsene」という新炭素同素体を発見。CDVAEとCrystal Transformerを統合し、非シモルフィック対称性に保護された二重椀形ノーダルサーフェスとグラフェン並みのフェルミ速度(~9×10⁵ m/s)を持つ3Dノーダルサーフェス半金属であることを第一原理計算で確認した。
Nonlinear frequency shift and bistability of magnon-polarons
YIG/ZnOヘテロ構造磁気音響共振器でSAWとスピン波の強結合を研究。マイクロ波反射測定とBLS分光を組み合わせ、高駆動パワーで磁場依存の正の周波数シフトと双安定折り畳み挙動を観測した。ベクトルハミルトニアン形式の解析から、共振器ジオメトリで逆伝播スピン波±kを同時励起することによる交差シフト項が支配的であることを示した。
Topologically Driven Giant Effective Spin Mixing Conductance in Antiferromagnetic FeSn/Py Heterostructures
エピタキシャルFeSn/Py(NiFe)ヘテロ構造で初めてスピンポンピング測定を実施し、116±7 nm⁻²という巨大有効スピン混合コンダクタンスを観測。標準Pt/Pyの約10倍の値で、3 nm Alスペーサー挿入による有効ダンピング低減から界面起源を確認。FeSn[001]カゴメ面のトポロジー的に活性な界面が高効率スピン輸送の起源であることを示した。
Quantum-metric Bloch oscillations in weakly inhomogeneous electric fields
弱不均一電場においてベリー曲率とは独立した量子メトリック項が半古典波束ダイナミクスに加わり、ベリー曲率がゼロでも振動的な実空間寄与が生じることを示した。輸送応答に固有成分と散乱時間依存成分があり、後者が高電場で有限値に飽和しうることを傾斜ディラックモデルで例示した。実現にはスーパーラティスなど合成的に工学された系が必要と提案した。
Topological semimetals: surface transport and spin effects
ワイル半金属を中心とするトポロジカル半金属の表面輸送とスピン効果の実験的研究レビュー。超伝導近接効果デバイスでの電荷輸送・スピン依存輸送・磁気応答・非線形異常ホール効果など幅広い実験結果を整理し、3次元量子ホール効果アナログとしての特徴やスピントロニクス応用の可能性についても包括的に議論した。
Equilibrium Stabilization of a Hidden Phase Like Metallic State in 1T-TaS2
剥離した中程度厚さの1T-TaS2フレークにおいて、超高速励起でのみ現れる隠れ金属相と同等の電子配置が平衡状態で室温まで安定化することをARPESで発見。この隠れ相様状態はフェルミ準位に金属的スペクトル重みを持ちながら、星形ダビデバンド折り畳み由来のハイブリダイゼーションギャップを保持しており、相制御プラットフォームとして機能する。
Odd-Parity Chiral Magnons in Collinear Antiferromagnetic Multiferroics: Symmetry Classification and Ferroelectric Switching
コリニア反強磁性マルチフェロイクスにおいて、サブ格子内DMIが奇パリティキラルマグノンを誘起し強誘電スイッチングで反転可能であることを示した。磁気群解析とスピン波計算でf波・p波・完全ギャップ型の3種類の面内奇パリティ形態を分類し、DFT計算で2次元から3次元まで多数の材料候補を検証した。マグノン輸送への低消費電力強誘電制御が期待される。
Photoemission intermittency via stochastic gating in rubrene nanowires coupled to plasmonic silver nanoparticles
ルブレンナノワイヤと銀ナノ粒子界面においてPEEMで確率的バースト状の光電子放出断続性(オン・オフ)を観測。放出電子は有機半導体由来のエネルギーとナノ粒子による増強の双方の情報を持ち、光ホール蓄積と電荷の確率的ゲーティングによる機構を提案。有機プラスモニック界面における電荷補助放出の新しいダイナミクス領域を確立した。
Generation of an anomalous linearly dispersing spin-polarized band in Bi-based topological insulators
Bi系トポロジカル絶縁体薄膜へのArイオン照射・アニール処理により、通常TSSと逆ヘリシティを持つ異常線形分散スピン偏極バンド(ALS)を生成・観測した。フェルミ速度は通常TSSとほぼ同一(5.1×10⁵ m/s)でエネルギー範囲は最大約650 meVに及ぶ。2シンクロトロン施設で独立に再現確認し、スパッタ誘起TSS再配置やカルコゲン除去等の機構を議論した。
Interaction-enabled metal-insulator phase transition in a driven quantum gas
周期駆動3次元量子ガスで相互作用が引き起こす局在–脱局在の動的相境界を実験的にマッピング。駆動振幅と相互作用強度を系統的に変化させ有限時間スケーリングで相境界を特定した。絶縁側では多体動的局在(MBDL)、境界付近では準拡散、脱局在側では古典拡散を確認し、相互作用が閉じたFloquet多体系での動的相転移を引き起こすことを明らかにした。
Transport Enhancement and In Situ Control of Electronic Correlation via Photoinduced Modulation Doping of van der Waals Heterostructures
hBN-グラフェン-hBN-SiO2ヘテロ構造において通常の白色光源による光誘起モジュレーションドーピングを実現。DrudeとLandauerモデルで解析し移動度と平均散乱長を高精度に可逆制御した。拡散–準弾道輸送領域間のin situスイッチングを達成し、初期品質が低いデバイスでも局所無秩序制御により量子ホールイソスピン強磁性状態を観測することに成功した。
Revisiting the high-field phase diagram of the topological cubic helimagnet SrFeO3
立方晶ペロブスカイトSrFeO3の高磁場相図を再調査し、立方一軸異方性・双線形・四重線形相互作用を含む有効スピンハミルトニアンで多重Q相の起源を解明した。磁場配向依存性を系統的に測定し、40 T強制FM相移行時に一次価数転移に伴う磁気弾性シグナルを観測。リガンドホールバンド形成による電子的遍歴性が多重Q相安定化に重要であることを示した。
Observation of magnetically switchable quantum geometric photocurrents
vdW反強磁性体においてネールベクトル反転によりスイッチング可能な量子幾何学的光電流(線形注入電流・円偏光シフト電流)を初めて実証した。量子メトリックおよびジオメトリックトーションに直接対応するこれらの電流は、通常の非磁性結晶で観測される注入・シフト電流と円偏光・直線偏光の役割が入れ替わっており、反強磁性スピントロニクスと光エネルギー収集への応用が期待される。
Competing incommensurability, electronic correlations, and superconductivity in a hybrid transition metal dichalcogenide
バルク遷移金属ダイカルコゲナイド4Hb-TaS2においてSTMで1T-1H層間の非整合ポテンシャルを発見。DFT+DMFT計算から格子不整合が局所的に層間距離を変調しハイブリダイゼーションと電荷移動を制御してドープMott状態を形成することを示した。電荷密度波との競合が長距離秩序を抑制し、ゼロバイアス共鳴や超伝導との相互作用においても非整合性が中心的役割を果たすことを明らかにした。
Quantum Batteries in two-dimensional material-based Josephson Junctions
グラフェンベースのジョセフソン接合をLC共振器に誘導結合したDicke型量子バッテリーの固体実装を理論的に研究。アンドレーエフ束縛状態が非縮退2準位系として機能し、LC回路フラックスと超電流の結合で生じる縦方向相互作用項(通常のDicke模型にはない項)が適切なパラメータ領域でエネルギー蓄積を増強することを示した。
Nonlinear Magnon Magnetic Moment Transport in Triangular-Lattice f-Wave Antialtermagnets
三角格子ハイゼンベルク反強磁性体の120°基底状態のスピン励起が、面内秩序にもかかわらず面外磁気モーメントを持ち、そのモメンタム依存性からf波交代磁性体として分類できることを示した。反強磁性結合三角層スタックで3次元f波反オルタマグネットを構成し、非線形熱輸送効果(Edelstein効果・スピンスプリッター効果)が実験的な検証シグナルになることを提案した。
A Local Probe Mass Spectrometer for Localized and Sensitive Product Detection in Environmental Electron Microscopy
収差補正環境TEM(ETEM)に統合したローカルプローブ質量分析計(LPMS)を開発した。SiN膜を除去してETEMチャンバーでガス環境を維持しつつ、マイクロキャピラリーで触媒近傍の反応生成物を局所採取。Co3O4ナノプレートを用いた検証で原子分解能イメージングと反応生成物の定量的相関測定を実証し、構造–反応性相関の定量解析基盤を確立した。
Directed extended-range percolation
量子通信応用を動機として長さR≥2のパスで接続性を確保する有向拡張パーコレーション(DERP)を導入した。有向ネットワークでは後退阻止により複雑性が低下し、メッセージパッシング法で局所木状構造上のパーコレーション閾値と異常臨界指数を厳密に決定できることを示した。次数相関が臨界挙動に大きく影響することをMonteCarlo法で確認した。
Signatures of quantum chaos in phonon-polariton billiards
六方晶窒化ホウ素(hBN)ビリヤードで双曲型フォノンポラリトンの量子カオスシグナルを近接場光学顕微鏡で観測。サイナイビリヤードで量子スカーリングと弱摂動への異常な感度を確認し、境界条件が複雑になるにつれフーリエ変換がBerry乱波予想に合致する環状構造に変化することを示した。数値計算でレベル統計のPoisson分布からWigner-Dyson分布への遷移を再現した。
-2026/5/21---
Representability-Aware Neural Networks for Reduced Density Matrices: Application to Fractional Chern Insulators
2粒子縮約密度行列(2-RDM)を予測する表現可能性対応ニューラルネットワーク(NN)フレームワークを開発。twisted bilayer MoTe2のフラクショナルチャーン絶縁体に適用し、残差多層パーセプトロンが従来の半正定値計画法の1/20以下のパラメータ数で同等以上の精度(98.94–98.96%)と低エネルギー誤差(0.104 meV)を達成した。
An AI-driven robotic system for two-dimensional hetero-assemblies
2D van der Waals積層構造を自動製造するAI駆動ロボットシステムを開発。強化学習により積層精度を継続的に改善し、マジック角近傍のtwisted bilayer grapheneで非従来型超伝導を実証。高スループットなtwistronic積層構造製造への道を開く。
自動モアレ物質研究やば
Sub-10 mK "In-cell" Magnetic Refrigeration for Cryogen-free Cryostats
無冷媒希釈冷凍機内で10 mK以下を達成する「セル内」磁気冷凍技術を設計・実装。1 Tまでの磁場中で5 mK以下の温度を実現し、脱磁過程後の最終磁場に応じて3〜30時間の保持時間を達成。高B/T領域での低次元デバイス研究に応用可能。
Distinct lattice and charge excitations in AV3Sb5 kagome superconductors
AV3Sb5(A=Cs、Rb、K)カゴメ超伝導体を偏光分解ラマン分光で研究。CDW相でのE2gフォノンモードの縮退解除が全3化合物で普遍的に観測された一方、集団CDW励起の偏光依存性はアルカリ金属種によって著しく異なる。第一原理計算と有効ハミルトニアンモデルで電荷秩序構造の性質を解明。
The Dislocation Content of Triple Junctions
多結晶材料中の三重点(triple junction)の固有転位含量を計算する一般的な方程式を導出。一致格子点(CSL)を形成するトリクロマティックパターンを持つ三重点と稜線接合部に適用可能。タングステンの原子論シミュレーションに適用し、双晶粒核生成・成長中の三重点のバーガースベクトル進化と反応列を解明。
Pressure-induced superconductivity in epitaxially-stabilized Pr$_3$Ni$_2$O$_7$ films
エピタキシャル安定化されたPr3Ni2O7薄膜で圧力誘起高温超伝導(開始Tc = 66 K、22 GPaでゼロ抵抗 ~40 K)を報告。Nd3Ni2O7薄膜も安定化できたが測定圧力範囲で超伝導未観測。ランタノイドイオン種に対するTcと臨界圧力Pcの依存性を解明し、小さいイオンほど高いPcが必要であることを示した。
Tuning the low-energy band structure in twisted bilayer WSe2
nano-ARPESにより二層WSe2のフェルミ準位近傍の電子構造をツイスト角の広い範囲で系統的に追跡。価電子帯最大値のK点位置はツイスト角に依存しないが、K点とΓ点のホールバンド間エネルギー差は100 meV以上変化することを発見。バンドギャップとスピン依存電子フォノン結合チャネルの調整機構を解明。
Carrier-doping effect and anomalous transport properties in Ni-doped CeCoIn5 investigated by Hall resistivity measurements
CeCo(1-x)Ni(x)In5(x≦0.3)のホール抵抗率測定によりNiドープの効果を調査。0.5 KのホールフォノンR_Hからキャリア密度がxに線形比例して増加し、NiイオンはキャリアドーパントとしてHc2近傍および超伝導転移温度以上で見られたR_Hの異常を著しく抑制することを実証。
Giant nonlinear conductivity in 2D electron gas from substrate-induced dipolar scattering
2D van der Waals系で観測される巨大非線形電導率(≳1 μm/ΩV)を説明する新機構として、基板誘起周期双極子アレイからの電子散乱を提案。2D散乱特有の運動学的制約が非線形応答を特異的に増強し、1 μm/ΩVという自然なスケールを決定することを示した。
What Lies Between Crystal and Randomly Packed Structures? A General Characterization of Non-Periodic Order
2D格子モデルの7000以上の基底状態構造を広範に研究し、96%以上が非周期的構造であることを発見。非周期的構造を「構造選択性」(追加の局所構造を受け入れるか排除するか)で特徴付けた結果、約35%が何らかの秩序を持ち、多様性9まで拡張することを示した。
Claude解説
この研究は「無秩序」という言葉が実は多くの異なる構造を一括りにしていたことを示しています。
多様性:結晶〜ランダム構造を連続的に測る尺度
選択性:秩序原理の存在を示す新しいシグネチャ
この2つの指標によって、「非周期的だが秩序がある」という中間的な構造クラスの存在が初めて定量的に示されました。
ふむむ
The Topography Trap: Sifting Interlayer Excitons from Strain-Related Artifacts in Real-World 2D Hetrostructures
TMDC積層構造中の層間励起子(IX)を歪み関連アーチファクトから識別するデシジョンツリープロトコルを提案。MoS2-MoSe2とMoS2-WSe2でKK-IXを室温で確認する一方、以前報告されたMoS2-WSe2のΓK-IXはWSe2の局所歪みによるアーチファクトであることを示した。
Topological phononics
トポロジカルフォノニクスの包括的レビュー。固体材料・音響/機械メタマテリアル・非エルミートプラットフォームにわたる統一フレームワークを提供。ベリー曲率から対称性保護位相不変量、バルク境界対応、Floquet工学、合成次元、スカーミオン等の実空間テクスチャまでを体系化し、ロバスト導波路や量子フォノニクスへの応用展望を論じる。
Multiple Superconducting Phases in Palladium Deuteride Induced by Nuclear-Spin Isotope Effect
高品質PdDx薄膜の超伝導特性を研究。~1.7 Kで抵抗が急低下した後も有限抵抗が残存し~0.6 Kで消失する2段階転移を観測。温度・磁場依存の抵抗が超伝導状態内で複数の異常を示し、核スピン同位体効果によりPdHxとは質的に異なる超伝導相図を持つことを実証した。
Spin Peltier effect in graphene
グラフェン/強磁性絶縁体(FI)ヘテロ構造でのスピンペルティエ効果を微視的形式論で理論研究。外部磁場下でのランダウ準位量子化がスピン反転散乱チャネルを修正し、ランダウ準位交差付近でスピン反転散乱振幅が著しく増強されてスピンペルティエ応答が増幅されることを示した。
Observation of spin-free interatomic orbital angular momentum in a chiral crystal
キラルTeクリスタルのARPESで孤立したs軌道バンドを観測。円二色性ARPESと第一原理計算により原子間ホッピングのみに起因するOAMを確認し、スピン分解ARPESでスピン角運動量が存在しないことを直接実証。スピンのない純粋軌道電流によるオービトロニクス実現への道を開く。
Shear-Mode Raman Imaging of Ferroelectric Switching in Multilayer 3$R$-MoS$_2$
シアーモードラマンイメージングにより多層3R-MoS2の強誘電スイッチングを追跡。同一フレーク内で機械的にセグメント化された領域が独立して応答し異なる経路をたどること、ドメイン壁が選択した層間に存在できる部分的分極状態を確認。SHG測定でジグザグ-アームチェア二等分線付近の卓越キラル方向を同定した。
Destructive interference of second harmonic generation in AA stacked MoTe$_2$/WSe$_2$
ほぼ0°積層(AA積層)のMoTe2/WSe2ヘテロ二層膜で非従来的なSHG破壊干渉を報告。ab initio GW+BSE計算によりWSe2 CエキシトンとMoTe2 Dエキシトンの二光子共鳴間のπ位相差が原因であることを解明。小角ツイストでSHG偏光状態がPoincaré球上の軌跡で記述できることを示した。
Stacking-order-dependent electronic properties of MoTe2/WSe2 moiré bilayers
角度整列MoTe2/WSe2二層膜のSHGをSTEMで校正し2種の積層順序の電子特性を直接比較。積層順序に応じてチャーン絶縁体の性質、電場チューン型金属絶縁体転移、近藤格子物理のメカニズムが異なることを解明し、過去の実験結果の解釈に統一的描像を提供した。
Unconventional Magnetism: Symmetry Classification, Hybrid-parity and Unconstrained-parity Classes
非従来型磁性の対称性分類フレームワークを構築。スピンテクスチャの表現論と運動量反転パリティに基づき、既存の交代磁性(偶パリティ)と奇パリティ磁性体を超えたハイブリッドパリティ磁性体(HPM)と非制約パリティ磁性体(UPM)を新たに予言。HPMではスピン電流効果とEdelstein効果の共存が可能で、FePO4での第一原理計算により実証した。
Claude解説
① ハイブリッドパリティ磁性体(HPM)
スピンテクスチャのCartesian成分(x, y, z)が混在したパリティを持つ:
k と −k を結ぶ対称操作が存在しないため、パリティ自体が定義できないクラス。エネルギーバンドが非対称になり、非相反輸送現象の舞台として期待されます。
スピンテクスチャのCartesian成分(x, y, z)が混在したパリティを持つ:
- ある成分は偶パリティ、別の成分は奇パリティ
- 例:sₓ(k) = −sₓ(−k)(奇)かつ s_z(k) = s_z(−k)(偶)
k と −k を結ぶ対称操作が存在しないため、パリティ自体が定義できないクラス。エネルギーバンドが非対称になり、非相反輸送現象の舞台として期待されます。
注目すべきことに、YMnO₃やLuMnO₃などマルチフェロイクスとして知られる材料もHPM候補
Occupation Dynamics of Floquet-Volkov States and Spectral Sum Rule
TrARPESを用いて黒リンとMoSe2でのFloquet-Volkov状態の過渡占有を研究。光誘起サイドバンドの占有は駆動電場に強く依存するが、全サイドバンドのスペクトル重みの総和はバンドギャップ以下の駆動時に保存されることを実験的に実証。光場によるトランジェント材料特性の制御に向けた知見を提供。
Physical completion of the Navier-Stokes equations
ポアンカレの補題に基づくトポロジカル議論により、非線形Navier-Stokes方程式全体の揺動散逸関係を線形化なしに導出。対流項がハミルトニアン的であり平衡フォッカー・プランク条件から脱落するため、線形化から得た雑音が非線形系でも厳密であることを証明。分子スケールのカットオフを持つ確率的系は一意なギブス平衡に指数収束することを示した。
Dynamical systems on ultra small-world networks
ウルトラスモールワールドネットワーク上の力学系に対して動的平均場理論を適用するフレームワークを開発。次数相関(構造カットオフ)を自然に扱い、Lotka-Volterraモデルに適用することで実測のべき乗則ネットワークや実際のネットワークにおける生存率と安定性の推定精度を大幅に改善した。
Huge ultrafast spin Seebeck effect mediated by laser-excited superdiffusive magnon currents
bcc Fe薄膜のレーザー励起磁化ダイナミクスをab initio量子ボルツマン方程式で解析。非熱的マグノン散乱・輸送を組み込み、弾道的輸送から拡散的輸送への超拡散クロスオーバーと、技術的に意義ある振幅を持つ超高速スピンゼーベック効果バーストを予言。深さ分解磁化プロファイルから磁気光学カー角も計算した。
Observation of a tripartite quantum phase for coexisting extended, localized, and critical states
準周期Floquet変調が施された軌道光格子超冷原子系で、拡張・局在・臨界状態が有限スペクトル窓にわたって共存する「三分割量子相」を実験実現。2段階プロトコルで3種の量子状態を精密に準備・検出し、膨張ダイナミクスからそれぞれ特性指数とユニバーサル輸送特性を決定した。
Hybrid Improper Ferroelectricity and Moiré Superlattices-induced Exciton Quantization in Layered 2D Halide Perovskite
溶液成長(PA)2FAPb2I7単結晶がハイブリッドインプロパー強誘電性による対称性破れで擬似双晶を形成し、約5.17°の回転ズレによるモアレ超格子が生じることを実証。この超格子が123 Kで等間隔PLラダーとして励起子を量子化し、298 Kで可逆的に非整合非周期相へ転移することを発見した。
-2026/5/20---
Detecting vortex motion through spatially correlated nonequilibrium noise
超伝導体の抵抗輸送において通常キャリアとボルテックスを区別する手法を提案。ダイヤモンドNV中心を用いた共分散磁力計で磁気ノイズの空間相関を計測し、電流方向(通常キャリア)と垂直方向(ボルテックス、マグナス力による)の異方性からボルテックス駆動輸送を同定できることを示した。
Imaging stripe dynamics in trilayer nickelate La$_4$Ni$_3$O$_{10}$
スピン偏極STMにより三層ニッケレートLa₄Ni₃O₁₀のストライプ秩序を実空間で可視化した。4単位胞周期のストライプはキュプレートと酷似し、~66meVのギャップを開く。トンネル電子による位相スリップ誘起でストライプダイナミクスの原子スケール観察を実現した。
Generalized Hydrodynamics of Bloch Oscillations in the Absence of a Lattice
格子なしでのブロッホ振動を2成分Yang-Gaudinモデルで研究。有限密度不純物に対する一般化流体力学理論を導出し、振動が重心加速に重なって持続することを示した。2マグノン束縛状態が占有されると振動周期が繰り込まれる。超冷原子実験に直接関連する結果。
Optical control of conductivity type and valley polarization via persistent photoconductivity in (Pb,Sn)Se quantum wells
(Pb,Sn)Se/(Pb,Eu)Se量子井戸で持続的光伝導(PPC)によりキャリア密度・伝導型・バレー偏極を光学的に制御できることを実証した。3重縮退M̄バレーホールガスから単一Γ̄バレー電子ガスへの変換が実現し、極低温で10³分以上持続する。再構成可能なバレートロニクスへの応用が期待される。
Harnessing hidden quantum metric response in a 2D magnet via nonlocal photovoltaic effect
層状磁性半導体において非局所光起電力スキームで互いに相殺する光電流を空間分離し、中心対称系で通常は消える量子計量応答を検出した。異なる磁気状態・超薄膜でも実証し、量子メトリック応答による再構成可能・不揮発性・確率的な光検出を実現した。
Frequency-dependent stress response under thermal cycle: A thermal-crystal plasticity and dynamic mode decomposition study
熱サイクル周波数に依存する熱応力場の時空間構造を、熱結晶塑性シミュレーションと動的モード分解(DMD)で解析した。DMDにより応力場を複数の時間成分に分解でき、従来の平均・スナップショット解析を超えた周波数依存塑性応答の定量的な特徴づけが可能であることを示した。
Cryogenically Enhanced Laser-Induced Amorphous Phase Transitions in Crystalline Silicon
室温から24Kまでの温度でシリコンにフェムト秒レーザー照射を行い、低温ほどアモルファス化が促進されることを発見した。キャリア依存2温度モデルにより、フォノン集団の減少と格子緩和ダイナミクスの変化が再結晶化よりアモルファス凍結を促すことを明らかにし、液体窒素温度以下の領域を初めて詳細に調べた。
Higher-order Weyl nodes driven by helical magnetic order in EuAgAs
六方晶ピクタイドEuAgAsで中性子回折と共鳴X線散乱により、TN1=12K・TN2=8Kの2段階磁気転移とc軸方向の横ヘリカル磁気構造を同定した。第一原理計算はヘリカル相においてバンド折り畳みと高次Weylノードの出現を予測しており、磁気トポロジカル半金属として興味深い。
Green's Function-Free Formalism of Projective Truncation Approximation
射影切断近似(PTA)をグリーン関数を参照せず縮約密度行列(RDM)に対する自己無撞着理論として再定式化した。動的行列Mの性質を明確化しPTA方程式を過拘束最適化問題に帰着させることで、変分RDM理論との接続を確立した。代替内積・一般化ビリアル定理・Wickの定理なども議論した。
Zero-net-magnetization hybrid magnet
PT反強磁性体・交代磁石・完全補償フェリ磁性体を組み合わせたゼロ正味磁化ハイブリッド磁石の概念を提案した。タイプIIバンドアラインメントを持つヘテロ接合では電子ドープか正孔ドープの一方のみが正味磁気モーメントを誘起する。Cr₂C₂S₆/CrMoC₂S₆ヘテロ接合で第一原理計算により検証した。
Planckian dissipation from classical hydrodynamics
古典流体力学の自己無撞着性が量子系に課す制約を検討した。量子ゆらぎ-散逸定理による相関関数のプランキアン時間スケールでのぼかしを追跡し、光錐内部が古典域と量子域に分かれることを示した。拡散定数のプランキアンスケーリングが量子制約でなく古典流体力学の要請として導かれる。
Nanoscale Thermal Imaging of Dislocation-Mediated Heat Transport
STEM-EELSによりSrTiO₃低角粒界の転位列を横切る温度分布をナノスケールで計測し、47Kの温度降下を検出した。熱抵抗が転位コア近傍に集中し、コア支配(~5nm)と拡張インターコア(~12nm)という2スケールの熱輸送特性が存在することを明らかにし、転位工学の定量的設計指針を提供した。
Tracking Coupled Granular Temperature and Entropy Dynamics in Granular Materials via Dielectric Spectroscopy
グラファイト粉末の充填率を変化させ、インピーダンス分光で得た誘電緩和時間が体積データから推定した粒子温度と配置エントロピーにAdam-Gibbs則でスケールすることを実証した。誘電分光がポリマー・ガラス形成体と同様に粒状物質の配置ダイナミクスを追跡する非破壊ツールとして機能することを示した。
Proof of the absence of local conserved quantities in the Holstein model
1次元ホルスタインモデルにハミルトニアンと全フェルミオン数以外の非自明な局所保存量が存在しないことを証明した。さらにホルスタイン-Hubbardモデルでも同様の非可積分性を示し、異なる統計性の粒子が混在する系への非可積分性証明の適用範囲を初めて拡大した。
The Ultrafast Superconducting Diode Effect
中心対称NbN薄膜において準DC超電流バイアス下でピコ秒電流パルスの非相反輸送を発見した。同符号パルスは抵抗性・逆極性パルスは誘導性インピーダンスを示す。100GHz信号の整流を実証し、従来の超伝導ダイオードより3桁以上高速でTHzビットレート・aJエネルギー消散の超伝導論理素子の可能性を示した。
Building a Regional Data-Centric Materials Science Ecosystem for Processing-Rich Materials Innovation in the Great Plains
グレートプレーンズの分散実験資産をFAIRメタデータ・起源追跡・不確かさ考慮モデリングに基づく地域材料データエコシステムに組織化する構想を提示した。データ断片化・算法-実験室間翻訳・インフラ・人材・共有インセンティブの5つの障壁への段階的ロードマップを提案し、高純度Geをパイロット事例とする。
Realization of a parity-violating antiferromagnetic state in LaMnSi
LaMnSiにおいて軟X線ARPESで反強磁性相の3次元バンド構造を解析し、SHG顕微鏡で対向ドメインから符号逆転の非線形光学応答を検出することでパリティ対称性を破る反強磁性秩序の直接証拠を得た。LaMnSiをパリティ侵犯型反強磁性金属として確立し対称性制御された非相反・非線形応答プラットフォームを提示した。
宇称、パリティなんだ
PEPSKit.jl: A Julia package for projected entangled-pair state simulations
無限射影もつれ対状態(iPEPS)による2次元量子多体系シミュレーション用Juliaパッケージ「PEPSKit.jl」を紹介する。アーベル・非アーベル対称性とフェルミオン系をサポートし、基底状態・時間発展・有限温度シミュレーションが可能。各種例題とベンチマークで主要機能を解説する。
Tunable magnetotransport through kinetically hindered first-order phase transitions in an antiferromagnetic metal
非中心対称反強磁性金属CeCoGe₃において、運動的に阻害された一次磁気転移を利用した多値抵抗状態の制御を実証した。磁場中冷却で磁気ガラス状態を生成し高温・低温相の共存比を印加磁場で制御することで安定な多値抵抗状態を実現した。ニューロモルフィックコンピューティングへの応用が期待される。
Coherent terahertz magnon-phonon three-wave mixing in a layered antiferromagnet
二重THzポンプ光学プローブ分光法により、層状反強磁性絶縁体FePS₃におけるコヒーレントマグノン-フォノン3波混合を直接観測した。2次・3次非線形応答を解析しマグノン-フォノン間の和周波・差周波発生を確認した。THz領域での量子制御・ハイブリッド量子技術への道を開く成果。
Lattice thermal conductivity decomposition: Peierls vs. non-Peierls contributions
結晶固体の完全古典熱電流・二次成分・パイエルス熱電流から計算したグリーン久保格子熱伝導率を比較した。固体Ar・交互質量モデル・α石英の3系で二次成分とパイエルス熱電流の差はわずか。α石英では光学フォノンの寄与が音響モードを超え、緩和時間近似は全系で系統的に過小評価することを明らかにした。
Probing tunable Kerr nonlinearity in graphene Josephson junctions
グラフェンジョセフソン接合(JJ)でKerr非線形性のゲート電圧・温度・DCバイアス依存性を詳細に研究した。これらパラメータによりKerr係数を300kHzから1.2MHzの広範囲で調整可能であることを実証し、次世代ゲート可変増幅器・センサー設計に有用な知見を提供した。
Towards a Matrix Product Ansatz in Two Dimensions
1次元非平衡確率過程の行列積アンザッツ(MPA)を2次元に拡張した。非保存型補助排除モデル(NAEM)を導入し1次元・2次元で厳密に解いた。粒子保存極限では臨界密度ρc=1/2でβ=3の吸収相転移が起こり、定常状態がハードスクエア格子ガスに写像されることを示した。
-2026/5/19---
Nonlinear Ohmic electromagnetic response
松原グリーン関数形式を用いて、二次高調波発生と双線形磁気電気効果における非線形オーミック応答を系統的に調査。光学的非線形オーミック伝導率は非線形ドルーデ様の項と量子計量双極子により決まる固有項から構成されることを示した。双線形磁気電気応答においても幾何学起源の新たな固有オーミック伝導率を予測し、2次元ディラックモデルで検証した。
A Unified Critical Scaling Theory for Macroscopic Lightning and Quantum Avalanches: From Three-Dimensional Directed Percolation to Testable Predictions
稲妻と量子超伝導体のフラックスアバランシェは20桁の規模差にもかかわらず同じ3次元方向浸透(3D-DP)普遍クラスに属することを示した。共通の臨界指数(τ≈1.41、Df≈2.5)を持ち、乱流結合が臨界指数を変化させることを予測。超伝導体の量子位相コヒーレンスが稲妻チャネルの曲率・捩れ分布に対応する幾何学的写像を提唱した。
The problem of relaxation to equilibrium
熱力学系が平衡状態に緩和する問題を古典的気体系で検討。ハミルトン方程式やシュレーディンガー方程式による従来のアプローチでは追加仮説が必要だったが、容器壁との相互作用がハイゼンベルグの不確定性原理に従う非厳密な境界条件を課すことで、追加仮説なしに平衡状態に到達できることを示した。
From bulk to interface dynamics, in and out of equilibrium
二相分離場の揺らぐ流体力学から出発し、弱く変形した界面の動力学を導出。動的作用形式を用いることで界面の線形緩和と揺らぎを平衡・非平衡両方の大きなクラスの模型に適用できる方法論を構築した。活性場理論での非線形項の系統的な計算方法も示し、一般的なアンザッツの危険性を指摘した。
Ultrasonic determination of crystallographic texture by transmitted field fitting regardless of medium dispersivity
超音波の全場フィッティング戦略により結晶組織を決定する手法を開発。バルク波や板波の近似に依存しないため広範な試料厚さに適用可能で、巨視的対称性の仮定も不要。GPU加速最適化とHashin-Shtrikman均質化を組み合わせ、六方晶・立方晶材料で回折測定と一致する結果を得た。測定・反転は約10分で完了。
Revealing Hund superdispersion with tunneling spectroscopy
多軌道系でHund結合が生む特徴的な「超分散」スペクトル特性をSr₂RuO₄のトンネル分光で実験的に明らかにした。DFT・DMFT・局所状態密度計算を組み合わせた理論予測と実験結果が良好に一致することを示し、自己エネルギーの実部の非単調なエネルギー依存性がHund金属の直接的な分光証拠であることを確認した。
Machine Learning Approaches to Point Defects in Non-Metallic Materials: A Review of Methods
非金属材料中の点欠陥に対するMLアプローチをレビュー。欠陥形成エネルギーを直接予測するMLモデルと機械学習ポテンシャル(MLP)の2カテゴリに整理し、データセット品質が実用的な性能を左右することを強調。荷電欠陥形成エネルギーが中心的な課題であり、フェルミ準位アライメントや有限サイズ補正の慎重な取り扱いが必要と指摘した。
Bipolaronic High-Temperature Superconductivity from Phonon-Modulated Hopping: A Perspective
フォノン仲介超伝導の通常のTc上限(フォノン周波数Ωの約1/10)を超える経路を提案。パイエルス(Su-Schrieffer-Heeger)型の電子フォノン結合が軽いバイポーラロンを形成し、QMCシミュレーションで従来限界を大幅に超えるTcを実現することを示した。クーロン斥力を考慮しても優位性は保たれ、鉄系ピクニド超伝導体への応用を議論した。
Non-linear diffusion and inhomogeneity of the magnetic field in single-turn coils: Insights from 3D multiphysics modeling
100T以上の磁場を発生する破壊型パルスマグネット(単巻コイル法)の電流・磁場の時間空間分布を完全3D多物理シミュレーションで解析。スキン効果・急激な温度上昇・コイル変形に起因する電流・温度・磁場の高度に非線形な拡散を明らかにし、単巻コイル内部での不均一磁場の発生源を同定した。
Systematic dynamical mean-field theory study of 3d perovskite oxides with uniform Coulomb interactions
強相関3dペロブスカイト酸化物を対象に、金属にU=6eV・絶縁体にU=10eVという均一パラメータを用いた高スループットeDMFT計算を実施。ABO₃化合物(A=Ca、Sr、La; B=V〜Ni)のスペクトル関数を光電子分光と比較し良好な一致を達成。パラメータ調整なしの予測的電子構造データベース構築への実用的経路を確立した。
Emergent impedance due to antiferromagnetic domain wall dynamics
反強磁性体のドメイン壁動力学による創発インピーダンスを理論的に調査。交流電流下での電気応答を解析し、ドメイン壁中心の並進運動と副格子磁化の時間依存カンティングという2つのモードが異なる役割を果たすことを示した。共鳴以下周波数での出現インピーダンスの虚部の符号と大きさはこの2つの寄与の競合で決まる。
Reprogrammable magnonic logic in a multiferroic heterostructure via magnetoelectric coupling
BiFeO₃/La₀.₆₇Sr₀.₃₃MnO₃マルチフェロイックヘテロ構造で強誘電ドメインエンジニアリングによりマグノン分散の決定論的チューニングを実現。周波数シフト最大~150MHzの非揮発性・可逆的電圧制御を達成し、逆設計シミュレーションで周波数分波器機能を実証。マグノニクス論理・ニューロモーフィックコンピューティングへの応用を開いた。
Incommensurate Antiferromagnetic Order in the Fe-substituted Bi-2201 Cuprate in the Heavily Overdoped Regime
5%Fe置換Bi-2201銅酸化物の過ドープ非超伝導領域で弾性中性子散乱により非整合反強磁性ピーク(δ≈0.21)を観測した。磁気相関長は過ドープ域と同程度であり、Feが過ドープ領域でも反強磁性秩序を誘起・安定化することを示唆。超伝導ドームを超えた相図において強固な反強磁性相関が存在することを示した。
Observation of universal thermopolarization effect in insulators
温度勾配が絶縁体に電気分極を生じさせる「熱分極効果」を実証。熱膨張による歪み勾配がフレクソ電気効果を通じて分極を誘起する熱力学的経路を特定した。MgO・Al₂O₃・MnO・マイカ・各種ポリマー・ガラスなど多様な絶縁体で観測され、熱膨張係数との普遍的スケーリングを示した。
On-chip detection of anisotropic thermopolarization in quartz
水晶を圧電モデル材料として、熱膨張による機械的応力が電流に変換される熱力学的経路を実証。X切断・Z切断結晶でそれぞれ2回・3回対称の熱生成電流を観測し、圧電テンソルの異方性を熱的に検出することに成功した。電流・電圧の両モードで検出可能であり、絶縁材料の熱力学的応答を電気的に探索する一般的基盤を確立した。
Observation of a Mott quantum spin Hall insulator in twisted WSe2
2.29度ねじれWSe₂の第2モアレバンドの半充填における磁場安定化モット絶縁状態でQSHエッジ輸送を観測。抵抗プラトーは単粒子QSH状態と同一であり、電場・磁場・低温(<5K)に鈍感な準量子化抵抗を示す。強相関絶縁相においてもスピン保存QSHエッジ状態が持続することを実証し、モアレ量子材料での相互作用に堅牢なトポロジカル輸送の経路を開いた。
Universal interface fluctuations in absorbing-state phase transitions
吸収状態相転移(APT)モデルの(2+1)次元界面揺らぎを数値研究。短時間にはAPT支配・長時間にはKPZ揺らぎへの普遍的クロスオーバーを発見し、APTの相関時間・長さでリスケールするとキュムラントが単一スケーリング関数に収束することを示した。KPZパラメータがAPTの基本的性質のみで決まることを確認し、非平衡普遍クラス間の連結を明らかにした。
Anomalies in the thermal conductivity of honeycomb antiferromagnet MnPS3
ハニカム反強磁性体MnPS₃(TN=78K)の極低温(<0.01TN)まで熱輸送を研究。高温域ではスピンフロップ転移に伴うピークを観測。2K以下のスピンフロップ相において熱ホール伝導率の符号反転と縦熱伝導率の複数の谷を新たに発見し、マグノンバンドのベリー曲率再分配が原因と提唱した。
Coherent spectroscopy of collective excitations in superfluid helium far from equilibrium
フェムト秒パルス列を用いた超高速コヒーレント制御で、超流動ヘリウムの非平衡状態でのLandau励起スペクトル(マキソン対・ロトン対・ピタエフスキープラトー励起)の分光を実現。時間分解光学複屈折測定によりマキソン対の強い結合エネルギーと極めて短い寿命を明らかにし、強相互作用量子流体の集団励起に関する従来アクセス不能な情報を抽出した。
Mpemba effect in a sheared granular gas with velocity-dependent restitution
速度依存反発係数を持つ希薄せん断粒状気体のMpemba効果を運動論(Gradモーメント法)で調査。等方的初期状態が整合せん断定常状態より高い初期温度にもかかわらず速く緩和できる明確なMpemba効果を示した。粘度Mpemba効果の出現も実証し、速度依存反発係数が複数回交差を引き起こす最小限の機構を提案した。
Multiple Superconducting Phases in Rhombohedral Heptalayer Graphene
モアレなしの菱形七層グラフェン(RHG)でゼロ磁場での超伝導を観測した。小さな変位電場(|D|<0.2V/nm)でD=0に対して対称的に複数の超伝導相が現れ、菱形五層グラフェン(RPG)と異なる垂直磁場応答を示す。量子振動測定から半金属的常伝導状態から超伝導が生じることを確認し、層数依存性を明らかにした。
Quantum Mpemba effect for operators in open systems
GKSL方程式の随伴リウビリアン下で進化する演算子に対する量子Mpemba効果を実証。トレース保存写像でないにもかかわらず、より高い初期「距離」から出発した演算子が定常状態へ速く緩和できることを示した。この現象が起こるための一般条件を導出し、3つの異なる開放量子系セットアップで検証した。
Graph-Theoretic Detection of Hilbert Space Fragmentation
スペクトルグラフ理論を用いた量子多体系のヒルベルト空間断片化の偏りのない検出法を開発。基底状態を頂点・ハミルトニアン行列要素を辺とするグラフを構築し、ラプラシアンスペクトルとFiedlerベクトルで解析。t-Jモデルとハバードチェーンへの適用で断片化・近似断片化構造と動的時間スケールの階層を同定した。
5/9-Magnetization Plateau and Spin Supersolidity in YCu3(OD)7-xBr2+x under Magnetic Fields up to 120 T
かごめ反強磁性体YCu₃(OD)₇₋ₓBr₂₊ₓの120T磁化測定により未観測の5/9磁化プラトーを発見。テンソルネットワーク計算で空間異方的な3J型モデルのスピンハミルトニアンを導出し、実験を定量的に再現。1/3と5/9プラトー間にスピン超固体相が存在することを理論的に示し、Br濃度依存性を説明した。
Multi-rotational switching in a noncollinear antiferromagnet by spin-orbit torque
非共線反強磁性体ナノドットにおいてスピン軌道トルクによる新しいスイッチング動力学を発見。パルス幅に鈍感な臨界電流密度という異常を「多重回転スイッチング」で説明した:非共線反強磁性秩序の電流駆動コヒーレント回転・磁場誘起再配向・熱揺らぎの3要素の相互作用による現象であることを理論解析で明らかにした。
Combinatorial Survey of Structural Phase Distribution and Magnetism in Fe-Ge-Te Composition-spread Thin Film Libraries
コンビナトリアル合成と高スループット特性評価でFe-Ge-Te薄膜ライブラリ(177パッド)の構造相分布と強磁性を調査。WDS・XRD・抵抗測定を実施し、機械学習クラスタリングでXRDデータを解析。六方晶構造が強磁性の重要な前提条件であり、DFT計算と実験が良好に一致することを実証した。
Quantum geometry induced anomalous chiral transport and hidden symmetry breaking in centrosymmetric 2M-WS2
中心対称性を持つトポロジカル超伝導候補2M-WS₂フレークにおいて、面外磁場下での二次高調波発生を介して電子磁気カイラル異方性(eMChA)を観測。フェルミ液体から異常金属へのクロスオーバー温度TFL~25K付近でeMChAが顕著になり、巨大ネルンスト応答やFL-SM転移との直接対応を示した。非自明な量子幾何学が背景にあることを理論解析で明らかにした。
Tuning the Charge Transfer of Transition Metal Dichalcogenides via Misfit Layer Compounds
ミスフィット層状化合物(LaxPb1-xSe)₁.₁₄(NbSe₂)₂のLa/Pb比を変えることでNbSe₂単層への電子ドーピングを精密制御することを実証。DFT計算とARPESにより岩塩層が普遍的電子ドナーとして機能することを証明し、フェルミ準位のリジッドシフトを確認。NbSe₂の本来の2次元電子構造と軌道性が保持されることを示した。
Kapitza-like modulation of near-field radiative heat transfer
近接場輻射熱伝達に対するKapitza的変調機構を導入。真空ギャップなどの制御パラメータの高速変調が熱動力学に二次的な時間平均補正を生み、温度シフトと有効熱伝導率の修正をもたらすことを示した。SiCスラブへの適用で解析的スケーリング則を導出し、Ω≈10⁴rad/sの低変調周波数で既存実験系で測定可能な温度シフトを予測した。
Qumus: Realization of An Embodied AI Quantum Material Experimentalist
ロボットミニ実験室に体現した量子材料実験者AI「Qumus」を紹介。グラフェン作製と原子薄膜FETのAIによる初の自律的作製を達成した。仮説生成・プロトコル計画・多段階実験実行・結果分析を自律的に行うマルチモーダル・マルチエージェントシステムであり、自律的なエラー修正とクローズドループ実験も実現した。
Frustration from Localized Zhang-Rice States: A Unified Theory of Doping-Driven Magnetic Transitions in Cuprates
銅酸化物でドープされたホールが局在したZhang-Riceシングレットを形成し、次近接・第三近接交換相互作用を仲介することで磁気フラストレーションが生まれるという統一理論を提案。これによりネールAFM秩序の急速な崩壊とスピングラス相の出現を自然に説明し、軽ドープ銅酸化物の電子正孔非対称性と複雑な磁気相転移を統一的に理解できることを示した。
Probing Dielectric Screening in van der Waals Heterostructures via Pressure-Tuned Exciton Rydberg Series
hBNに封止されたWSe₂単層における励起子リドベルグ系列を利用して圧力誘起の誘電特性変化を探索。圧力によるhBN層間距離の変化とバルク誘電特性に基づくモデルを提案し、加圧hBNの誘電定数の直接測定を実現した。vdWヘテロ構造における誘電センシングの新たな手法論を確立した。
Can machine learning for quantum-gas experiments be explainable?
冷原子量子シミュレーターへのML応用を検討。生の画像のデノイジングとBEC中のソリトン波の同定という2つの具体的応用を紹介した。性能・モデル複雑さ・解釈可能性のトレードオフを議論し、量子気体実験におけるMLの説明可能性の重要性と課題を示した。
-2026/5/18---
Disorder-driven symmetry suppression by van der Waals planar defects in a magnetic topological insulator
イオン照射によるMnBi₂Te₄(磁性トポロジカル絶縁体)の磁気・トポロジカル特性の制御を実証。低フルエンスではカチオン反位点欠陥が生じてp型からn型輸送へ遷移し、高フルエンスではvan der Waals面欠陥を含む層無秩序相が形成される。異常ホール応答が一桁以上抑制されベリー曲率の直接変調が示された。欠陥工学によるトポロジー制御の新手法を確立。
Chemical Origins of Non-Bonded Interactions Within and Between Solids
固体内および固体間の非結合相互作用の化学的起源を解明するため、絶対局在分子軌道エネルギー分解解析をDFTレベルで固体材料に拡張。医薬品結晶の多形安定性、MoS₂/WSe₂の層間結合、層状ペロブスカイトのバンド構造変化を凍結相互作用・分極・電荷移動成分に分解し、材料設計への化学的透明性を提供。
Reversible nanoscale patterning of WTe2 with a scanning tunneling microscope
走査型トンネル顕微鏡(STM)の電流パルスを用いて、強誘電体ワイル半金属候補WTe₂表面にナノメートルスケールのパターンを可逆的に書き込み・消去することに成功。パターンはピコメートル程度の原子変位と局所状態密度の変化を伴い、強誘電スイッチングと関連。低消費電力デバイスへの応用が期待される。
p-Wave Orbital Angular Momentum Texture in a Chiral Crystal
一次元カイラル結晶(TaSe₄)₂IにおいてCD-ARPESを用いて軌道角運動量(OAM)テクスチャを調査し、p波OAMテクスチャとOAMダイポール構造を発見。OAM偏極がスピン角運動量を大きく上回り低エネルギー電子特性を支配することを実証。スピンレスオービトロニクス応用と多極OAMテクスチャ実現への道を開く。
Observation of flat-bottom U-shaped energy gap in high-Tc nickelate (La,Pr)3Ni2O7 thin films
高温超伝導ニッケル酸塩(La,Pr)₃Ni₂O₇薄膜において、超低温STM/STSにより初めてエネルギー対称なフラットボトムU字型ギャップを観測。温度上昇に伴いU字型からV字型へ急速に変化し、14 T磁場でギャップが縮小。ノードなし超伝導ギャップと整合し、常圧下ニッケル酸塩高温超伝導の性質に新たな知見をもたらす。
結構きれいにU型だな、s波か?
Thermodynamic signatures of a field-induced ordered intermediate phase in Na2Co2TeO6
量子スピン液体(QSL)候補材料Na₂Co₂TeO₆の低温高磁場相図を磁化・比熱・磁熱効果測定で包括的に調査。面内磁場方向に6 T・7.8 T・10.4 Tの三つの磁場誘起転移を同定。Bc₂〜Bc₃間の中間相はQSLに期待される磁気エントロピー増強を示さず秩序状態と整合し、提案されたQSLシナリオに熱力学的制約を与える。
逝ったか?
Effective increase of a superconducting critical temperature in a high-entropy electron mixture
伝導帯・価電子帯電子の高エントロピー混合を利用して超伝導転移温度を実効的に上昇させる理論提案。金属トラップで準粒子励起を超伝導体から除去することでクーパー対濃度を混合エントロピーの動的変数とし、ギンツブルク・ランダウ汎関数の第一展開係数を実効的に低減(転移温度上昇)することを示す。
Charge-sensitive vibrational modes in BEDT-TTF salts: Signatures of charge ordering and site charge
BEDT-TTF系有機導体におけるC=C伸縮振動モードの電荷感受性を網羅的に調査。ν₂₇(b₁ᵤ)が141 cm⁻¹/e、ν₂(aᵍ)が98 cm⁻¹/eの電荷—振動数関係を確認したが、化合物間で約20 cm⁻¹の分布があり絶対サイト電荷の不確かさは±0.045eに達する。振動モードは電荷秩序の検出に有効だが絶対電荷値の精密決定には限界があることを示す。
In-situ correlative SEM/KPFM for semiconductor devices and 2D heterostructures
走査型電子顕微鏡(SEM)内での圧電抵抗カンチレバーを用いたシングルパス異周波数ケルビンプローブ力顕微鏡(KPFM)のin-situ実装を初めて実証。励起と検出の分周により容量性クロストークを克服し、表面形状と接触電位差を同時マッピング。2次元ヘテロ構造と半導体回路への適用で相関分析ワークフローの有効性を示した。
Polariton BECs: Theory and Concepts
光と物質の重ね合わせであるポラリトン(弱相互作用・強干渉のWISI粒子)のボーズ・アインシュタイン凝縮体の理論と概念を概説。凝縮体形成・コヒーレンス・ダイナミクスを量子光学・凝縮系物理・非線形ダイナミクスの観点から解説。線形・非相互作用効果が過小評価されており、強相互作用なしに多くの現象論が説明可能と主張。
-2026/5/15---
Rongzai agent: A Large Language Model-Based Autonomous Assistant for Rietveld Refinement of Neutron Diffraction Data
LLMと専門知識ベース・GSAS-IIエンジンを組み合わせた自律精密化アシスタント「Rongzai agent」を提案。中性子回折データのRietveld精密化を完全自動化し、自然言語解析から精密化戦略の意思決定・実行・報告生成まで一貫して実施。5サンプルの評価で3サンプルにおいて人間専門家より低いRwp値を達成し、中国散乱中性子源(CSNS)に実運用展開済み。
Fermi Surface Geometry from Charge Fluctuations in Three-Dimensional Metals
3次元非相互作用多バンド金属において、二分割電荷揺らぎの対数補正項がフェルミ面の形状と量子幾何情報を符号化することを示す。この補正項は運動量空間の構造因子の|q|³係数と関連し、フェルミ面曲率テンソルおよび量子メトリックテンソルの積分として表現される。実空間分割面が二次曲面の場合、対数係数はオイラー標数とチャーン数のみに依存するトポロジカル下限を満たす。
Corner Charge Fluctuations in Higher Dimensions
2次元で確立された電荷揺らぎのコーナー寄与フレームワークを高次元に拡張。3次元では任意の平行六面体の三面角に伴う普遍的角度依存性を導出し、O(3)量子臨界点のモンテカルロシミュレーションで検証。ウェッジコーナー寄与が量子メトリックを直接探索することを格子ワイル半金属モデルの数値結果で支持し、金属の偶奇次元効果を特定。
Engineering topological flat bands in Γ-valley moiré systems with Ising-type SOC: twisted 1T-ZrS2 and 1T-SnSe2
1T-ZrS₂と1T-SnSe₂のΓバレーモアレ系を第一原理計算と連続体モデルで解析し、量子スピンホール状態や高スピンチャーン状態を含むトポロジカルモアレ価電子バンドを実証。孤立したモアレバンドはC₃対称性指標が自明であり、バンド間・軌道間結合によってトポロジカル性が生じることを示す。HF法とED法による相互作用相図から分数チャーン絶縁体が実現可能な条件を特定。
Observation of Switchable Chiral Magnons in an Altermagnet
反強磁性体プロトタイプMnTeにおいて、偏光非弾性中性子散乱によりカイラルマグノンを直接観測。カイラルマグノンは純交換相互作用に由来し、正味磁化なしで生成される非相対論的機構による。磁場制御でマグノンのカイラリティを可逆的に切り替えられることを実証し、漏れ磁場のない効率的な機能的交代マグノニクスの基盤を確立。
Carrier-density dependence of magnetotransport in correlated Dirac semimetal CaIrO3
相関ディラック半金属CaIrO₃の希薄キャリア密度領域(約2.2×10¹⁶ cm⁻³)で移動度が10⁵ cm²/Vsを超え、12Tでの横方向磁気抵抗が2000%に達することを報告。量子振動とホール伝導度の解析から、フェルミ速度がキャリア密度に依存しないことを示しk線形ディラック分散を支持。低キャリア密度領域での磁気抵抗は量子極限での長距離クーロン相互作用増強に影響される。
Ultrafast decoupling of quasiparticles and spin fluctuations in superconducting cuprates
最適ドープYBCO(Tc=92 K)を対象に、ブロードバンド(0.16〜4.1 eV)および単サイクル(6 fs)過渡反射分光で超伝導クエンチ後の準粒子生成過程を解明。数フェムト秒以内にUmklapp散乱が支配し、続いてスピン揺らぎで着衣されたキャリアの中赤外吸収散乱レートが急低下。これは光学ギャップの逆数に対応する90 fsタイムスケールでスピン揺らぎ背景からの準粒子デカップリングが生じることを示す。
Open Quantum Theory of Shot Noise in Dissipative Chiral Transport
散逸的カイラル輸送におけるショットノイズ動力学の開放量子論を構築。量子回路へのマッピングにより、電流ノイズは平均占有分布と粒子数揺らぎの2因子によって支配されることを示す。完全エネルギー緩和下でショットノイズが強く抑制され、残留ノイズはU(1)対称性で保護される。熱源の選択的加熱により単一チャンネル熱ノイズに隠れたチャンネル間相関ノイズの符号反転を明らかにする。
Unified definition of ferroelectricity
非極性空間群でも強誘電性が発現する量子強誘電体を包含する統一定義を提案し、エネルギー等価状態間のスイッチ可能分極差に基づく高スループットスクリーニングを実施。任意のイオン変位から量子化分極が生じる新型量子強誘電体を特定し、Ba₃I₆やCs₂PdC₂が低スイッチングバリアと安定絶縁性を示すことを発見。従来型と量子強誘電体を統一する体系的な枠組みを提供。
Quantum Criticality in Monolayer Amorphous Carbon
単層アモルファスカーボン(MAC)の原子分解能多フラクタル波動関数計測から、低エネルギー電子状態の局在化とバンド中心付近の拡張臨界状態の共存を実証。連続ランダムネットワーク内に残存するカイラル対称性がWess-Zumino-Wittenトポロジカル項によって臨界状態を保護するという描像を提唱。スケーリング関係 η = −Δ₂ を独立計測で定量的に検証し、初の2Dアモルファス電子系でのアンダーソン臨界性を確立。
High-Pressure Crystal Structure Database
高圧研究の実験・理論結晶構造を統合したHigh-Pressure Crystal Structure Database(HPCSD)を構築。CALYPSO結晶構造予測と統一DFT枠組みによる再最適化を経た89元素・77,346エントリーを収録。圧力誘起多形性が遍在的であり、電子適応性の高い元素で構造多様性が最大となることを解析。機械学習ポテンシャル開発や生成モデルへの基盤データとなる標準化インフラを提供。
Agentic Design of Compositional Descriptors via Autoresearch for Materials Science Applications
LLMベースのコーディングエージェントが組成記述子を反復的に提案・実装・評価するフレームワークAutomat を提案。ランダムフォレストワークフローと組み合わせ、無機材料のバンドギャップ予測と強磁性体キュリー温度予測でMagpieなどのベースラインを上回る化学的に解釈可能な記述子を自動生成。記述子冗長性やグリーディ拡張への感度など現行の限界も明確化。
Functional and Density-Driven Errors in Density Functional Theory: Quantum Monte Carlo Benchmarks for Solids
シリコン・塩化ナトリウム・銅のQMC密度を基準としてDFT近似誤差を汎関数起因と密度起因に分離し系統的に解析。通常は汎関数誤差が支配的だが、一部汎関数では密度誘起誤差が2〜3倍を超える。銅では正確な密度を用いてもLDAを超える汎関数はわずかであり、1990年代GGAが現代meta-GGAを凌ぐケースも存在。機械学習ポテンシャル開発への示唆を議論。
Optimizing strong light-matter coupling of plasmonic lattices and monolayer semiconductors
金ナノディスクアレイをvan der Waals異種構造に埋め込む独自手法を用いて、遷移金属ダイカルコゲナイド単層とプラズモン格子の強光物質結合を最適化。層積層順序の違いが歪み・エッチング誘起表面汚染を通じてエキシトン品質と光物質結合強度に与える影響を比較検討。界面不規則性を低減し均質な大面積ポラリトン格子の実現を実証。
Atomically resolved intrinsic superconducting gap in (La,Pr)3Ni2O7 films
走査型トンネル顕微鏡・分光法でSrLaAlO₄上に成長させた1.5ユニットセル(La,Pr)₃Ni₂O₇薄膜を原子分解能で観察。極低温UHV移送で得られた√2×√2表面再構成試料から、~14 meVと~20 meVの2ギャップスケールを持つU字型スペクトルを取得。長時間UHV暴露試料ではV字型スペクトルに変化し酸素欠損の影響を確認。内因性のノードなし超伝導ギャップを原子スケールで直接実証。
やっぱりQKXがN1!
Revealing Hidden Correlations in a Fermi-Hubbard system via Interaction Ramps
引力ハバードモデルの冷原子系で相互作用強度を急上昇させることで電荷密度波相関の可視性向上を観測。相互作用ブーストにより非局所対がダブロンに変換され元の対の質量中心が標識される。強相関領域での非局所ペアリングが最大の可視性向上をもたらし、原子分解能スピン-電荷相関解析で未対合フェルミ液体と擬ギャップ相を識別。
Current induced magneto-optical Kerr effect as a probe of Dirac carriers in Bi1-xSbx alloy
Bi₁₋ₓSbₓ合金で電流誘起磁気光学カー効果(MOKE)を研究し、純Biで遷移金属の約4桁大きい信号を観測。MOKEシグナルが移動度の2乗でスケールすることを確認し、放物線バンドの自由電子が示すρ²スケールと異なるべき乗則をモデル計算で再現。これはディラック電子がスピン電流生成に寄与する証拠であり、多様な電子構造を持つ材料のスピン電流特性評価手法として実証。
Larkin-Ovchinnikov-Fulde-Ferrell state of spin polarized atomic Fermi superfluid on a spherical surface
球面薄殻における集団不均衡フェルミ超流体のLOFF状態をBogoliubov-de Gennes形式で解析。位相図を構築し、均一解が消える相境界付近でのみLOFF状態が収束解として存在し、高スピン分極ではノードが多い秩序パラメータを持つ状態がより安定であることを示す。球面上でのLOFF状態はコンパクト幾何の影響を受け、LOFF状態の脆弱性を確認。
Limitations of Debye-Waller lattice temperature extraction under electronic excitation
超高速回折によるDebye-Waller解析で原子温度を抽出する際、電子励起下でのデバイ温度変化を無視することが重大な誤差を招くことを示す。デバイ温度の変化に対するDebye-Waller解析の感度が高く、その無視が高電子温度での電子-フォノン結合強度の誤った推定につながることを定量的に実証。フェムト秒タイムスケールでの原子温度抽出において慎重な評価の重要性を強調。
-2026/5/14---
Coherent control of spinmons
超伝導量子ビットとトラップされたアンドレーフ準粒子のスピンを絡ませた「スピンモン」デバイスを提案。ゼーマン場でKramers縮退を解除し、静電ゲートとAC磁束駆動による完全な量子ビット制御を実現。フラックスと電荷ノイズへの頑健性も理論的に検証した。
The critical slowing down in diffusion models
拡散モデルのO(n)モデル・ガウス極限で、単層スコアネットワークの訓練に臨界スローダウンが生じることを示す。二層アーキテクチャにより訓練時間がシステムサイズに対して二次から対数スケーリングに改善。局所スコア近似でパラメータ数を増やさずにこの加速を実現できることも実証した。
Lattice Gauging Interfaces and Noninvertible Defects in Higher Dimensions
高次元格子模型で(2+1)次元Z2^(0)対称性と(3+1)次元Z2^(1)対称性のゲージングインターフェースハミルトニアンを明示的に構築。移動演算子を導入してインターフェースの位相的性質を解明し、凝縮欠陥や部分群ゲージングを解析。高次元ゲージング界面・凝縮欠陥・異常に関する格子的枠組みを提供した。
Bridging perturbation and variational approaches in brittle fracture
Francfort-Marigo変分破壊とRice摂動理論を統合した3次元き裂伝播の縮約次数モデルを提示。FFTで弾性エネルギーを効率評価し、信頼領域付きニュートン共役勾配法で最適化を実装。11万以上のシミュレーションで無秩序媒質の引張・せん断き裂の有限サイズ効果と間欠的成長への転移を定量化した。
Direct-write electrochemical nanofabrication of ultrasmall graphene devices
AC電圧バイアスを用いた電気化学AFMリソグラフィでサブ10nmのグラフェンナノリボンFETを直接描画製作する手法を提示。従来の光・電子線リソグラフィより高分解能・低欠陥・汚染フリーで、その場でのナノスケール修正も可能。基礎となる電気化学プロセスのモデルも提供した。
On-demand steering of hyperbolic chiral polaritons
天然双曲線van der Waals金属MoOCl2で可視・近赤外域の双曲線スピンホール効果を初めて実験的に実証。新型ファーフィールドポンプ-プローブ顕微鏡で双曲線プラズモンポラリトンを高感度に観測し、光のヘリシティ反転で伝播方向を完全切り替え可能なことを示した。再構成可能なナノフォトニクスへの道を開く成果。
Imaging Interacting Two-Dimensional Anisotropic Electrons
単層1T-ReSe2において非侵襲STMで2次元異方性Wigner結晶とその量子融解を直接可視化。個々の電子の異方的波動関数を画像化し、密度増加に伴う1次元的融解でスメクティック電子液晶相が出現することを観測。単層ReSe2を異方性強相関電子系・量子融解の研究プラットフォームとして確立した。
Ultrafast electron dynamics of electron-irradiated graphene
第一原理シミュレーションで電子線照射グラフェンのダイナミクスを研究。400 eV付近で古典的点電荷と量子波束の記述で後方散乱電子収率に顕著な差異が現れるが600 eV以上で量子効果は減少することを発見。量子効果が支配的なエネルギー窓を特定し、2D材料の電子線ナノ加工設計指針を提供した。
Grassmann tensor networks
強相関フェルミオン系の数値計算ツールとして、コヒーレント状態経路積分表現におけるグラスマンテンソルネットワーク法の詳細な入門論文。グラスマンテンソル演算の基礎から典型的アルゴリズムのグラスマン化まで体系的に説明し、素粒子・凝縮系物理の複数モデルで手法を検証した。
Terahertz detection within charge density wave state
電荷密度波(CDW)材料の集団電子応答がDrudeの限界を超えるTHz検出を実現することを理論的に示す。静的バイアス電場でTHz共鳴吸収周波数を0からカットオフまで連続チューニング可能で、非線形整流電流を一桁以上増強。室温動作の次世代超高速THz検出器候補として提案した。
CDW使い道あったんだ
Frustrated Magnetism of the S=1 Trillium-Lattice Oxide Li2NiGe3O8
S=1のNi2+イオンが単一3次元トリリウム格子を形成するLi2NiGe3O8の磁化・比熱測定を報告。Weiss温度-0.21 Kと3 K付近の比熱ブロードなピーク・エントロピーからフラストレートした磁気相関を確認。希少なS=1単一トリリウム酸化物としての実験的プラットフォームを確立した。
Ultrafast Critical Slowing of Spin Dynamics and Emergent Nonequilibrium Fano Interference in Fe3GeTe2
Fe3GeTe2で二色ポンプ-プローブ反射率測定によりCurie温度付近の電子・スピン・格子ダイナミクスを調査。層内スピン相関による非普遍的臨界スローダウン(指数~0.3)を観測し、強磁性相で抑制されるA1gフォノンFano非対称性が常磁性領域で異常増強することを発見。磁気秩序が金属性vdW強磁性体の臨界ダイナミクスを支配することを解明した。
Observation of an aperiodic polariton monotile
無機マイクロキャビティに「アインシュタイン」モノタイルから成るアペリオジック準結晶を光学的に形成し、励起子ポラリトン凝縮体の位相を観測。六回対称Braggピークとディラック型スペクトル特性を発見し、インターフェロメトリ位相再構成で周期格子・従来の準結晶とは異なる非自明な同期パターンを実証した。
Conditional probability density functional theory for solids
条件付き確率密度汎関数理論(CP-DFT)を固体・周期境界条件系に初めて適用。弱相関材料(Na、Si)で機能を実証後、カゴメ材料CsV3Sb5のd軌道相関を検出。標準DFTでは捉えられない電子間の正の発見確率と増強された電荷密度波シグナルを示し、強相関系への有望なアプローチを確立した。
Reconfigurable chiral superconductivity
ナノSQUIDオンチップ磁力計でrhombohedral五層グラフェンのアイソスピン偏極ドメインを画像化し、TRS破れによるカイラル超伝導を熱力学的に直接検出。超伝導相のカイラルドメイン構造が親状態から引き継がれることを示し、超低電流での可逆的カイラリティ切り替えを実現。再構成可能なカイラル超伝導体として確立した。
From Film to Flakes: Electronic Properties and Magnetization Variations in Yttrium Iron Garnet
バルク的YIGフィルムとサブミクロンYIGフレークの電子構造と磁気特性を比較研究。サブミクロン寸法で生じる特有の挙動を明らかにし、フレーク状YIGがコンパクトなスピントロニクスデバイスへの応用において従来のバルク・薄膜とは異なるデバイスアーキテクチャを可能にする可能性を示した。
Magnetic fields in monoclinic alpha-RuCl3 reveal rhombohedral inclusions underlying apparent oscillations
ナノグラムスケールの結晶で単斜晶α-RuCl3構造を分離し、磁気異方性感受率測定でAFM相境界を詳細にマッピング。単斜晶相図はrhombohedralに類似するが高い転移温度・臨界磁場を示す。面内磁場下で以前QSLとされた遷移がrhombohedral内包物に起因するAFM相境界の多重化であることを明らかにした。
この物質、ピーキーすぎるやろ
Multiple Softening Q-vectors Driving a Cascade of CDW Phases in 1T-VSe2
第一原理計算で単層1T-VSe2の複数の虚数フォノンモードが第一世代CDW相を生成し、反復的フォノン駆動緩和で2√3×4 CDW配置に収束する複数の変換経路を特定。異なる中間CDW状態から出発しても同一基底状態に到達するカスケード機構を統一的に確立し、低次元量子材料の競合秩序相理解に体系的枠組みを提供した。
Theory of Rayleigh molecular light scattering by isotropic polar fluids revisited
静電学の局所場概念を伝播電磁波に適応して等方性極性流体のRayleigh光散乱分子理論を再構築。純DID・純回転・混合寄与の各状況でRayleigh比の解析式を導出。純回転では回転平均場近似を正当化し、単一配向相関パラメータの2次方程式の正根として計算。以前の実験・理論研究との関係も考察した。
High-temperature behavior of amorphous alumina coatings: Insights from in-situ nanoindentation and X-ray diffraction studies
核施設向けパルスレーザー堆積Al2O3コーティングのナノインデンテーション(25-650°C)とMDシミュレーションを組み合わせた力学特性評価を報告。硬度は温度増加で単調減少するがヤング率は一定を維持。XRDインサイチュ測定で700°C以上での熱活性化結晶化と950°C超でのα-Al2O3への安定相転移プロセスを追跡した。
Correlation-driven tunability of altermagnetism in RuO2
DFT+DMFTでRuO2の動的電子相関効果を調査し、スペクトル関数と光学伝導率を実験と定量的に一致させた。RuO2が常磁性-交代磁性相境界と遍歴-局在クロスオーバーの近傍に位置し、わずか0.5%の圧縮ひずみで交代磁性相に転移することを実証。相反する実験報告の起源を動的相関効果として解明した。
Singular spin fluctuations in the strange-metal phase of La2-xSrxCuO4
高磁場NMRで過剰ドープ(x=0.25)La2-xSrxCuO4のスピン動的感受率χ''の低エネルギー極限が低温まで連続的に増大することを示す。これはスピンストライプ臨界ドープx=0.19を超えた領域での量子臨界揺らぎの示唆であり、スピンダイナミクスの空間的不均一性から電子状態のナノスケール不均一性が背景に存在する可能性を指摘した。
Lieb-Schultz-Mattis theorem from gauge constraints
1次元鎖上のZ2×Z2ゲージ-物質理論を構築し、Gauss則サブ空間で格子並進と可換かつ格子反転演算子と反可換なU(1)対称性を見出す。この対称性からLSM定理を導出し、ゲージ理論の運動学的拘束から対称性とLSM定理が生まれる新機構を実証。ギャップレス点では自由ディラックフェルミオンで記述される励起が2点相関関数に現れることを解析した。
Giant optical spin-orbit interactions in ferroelectric van der Waals waveguides
記録的光非線形性と誘電異方性を持つ強誘電性半導体NbOI2 vdWs導波路でフェムト秒顕微鏡を用いて全反射を超えた光伝播と倍波変換を観測。光スピンホール効果による巨大スピン分裂とサブミクロンスケールでの光スピン流の空間分離を実証。誘電異方性とスピン分裂の比例関係をスケーリング則として確認し、集積オプトスピントロニクスへの道を拓いた。
Enhanced Near-Field Thermal Radiation Driven by Multiple Corner and Edge Modes in Subwavelength Square Nanowires
サブ波長SiC正方断面ナノワイヤ間の近接場熱輻射が単一表面フォノンポラリトンでなくコーナー・エッジ共鳴モードに支配されることを揺動電気力学シミュレーションで実証。ギャップがナノワイヤ厚さと一致する条件で熱コンダクタンスが四倍増強され、SiC Reststrahlen帯内に共鳴が位置することを示した。
Do Hopfield Networks Dream of Stored Patterns? A Statistical-Mechanical Theory of Dreaming in Multidirectional Associative Memories
オフライン夢想と教師あり異連想結合を単一エネルギー関数に統合した多層Hebbian型連想記憶(DLAM)を導入。レプリカ対称自由エネルギーから自己無撞着方程式を導出し、夢想が高固有値干渉モードを選択的に減衰させパターン間クロストークを抑制することを示す。夢想と層間結合の相乗効果で混合入力から各パターンを分離する能力をMCシミュレーションで検証した。
Shubnikov-de Haas Characterization of Superconductor-Semiconductor Heterostructures
Al薄膜下InAs量子井戸を持つ超伝導体-半導体ヘテロ構造でSdH振動測定を用い、2DEGキャリア密度・スピン軌道結合・散乱時間を抽出する新手法を報告。金属-半導体結合強度を通じた散乱時間変化から、低温測定や追加プロセスなしで近接誘導超伝導ギャップの情報を得られることを実証した。
Nagaoka supermetal in the particle-doped triangular Hubbard model
三角格子Hubbard模型の粒子ドープで相互作用駆動の新量子状態「Nagaoka超金属」を特定。DC抵抗率の亜線形温度依存性と電荷圧縮率・ゼロ周波数スペクトル重みの特異挙動が特徴。再構成された分散に高次van Hove特異点が現れ状態密度の冪乗発散をもたらし、冷却原子実験で直接観測可能な非フェルミ液体状態として提案した。
-2026/5/13---
The Meissner effect does not require radial charge flow
マイスナー効果の説明に径方向電荷流が必要かを議論。従来の超伝導理論はクーパー対の角運動量量子化で永続電流を説明するが、Hirschの代替理論はローレンツ力による径方向電荷流を主張する。本論文は量子化による永続電流の出現が実験的事実であり、マイスナー効果の説明に径方向電荷流は不要であると示す。
A Guide to Fully Characterize the Fracture Properties of Cementitious Materials from Simple Experiments
セメント系材料の破壊特性を3つの単純実験で完全に特性化する手法を提案。①円筒圧縮試験(弾性定数・圧縮強度)、②ブラジリアン破壊試験(引張強度)、③くさび割れ試験(破壊靭性)で得た特性値が、梁の曲げ試験での破壊予測に十分であることを3Dプリンタブルモルタルで実証。
Context-Gated Associative Retrieval: From Theory to Transformers
コンテキスト情報がメモリ検索を制御する二段階連想記憶アーキテクチャを提案。コンテキストゲートがエネルギーランドスケープを再形成しメモリ間の分離を拡大することで、指数的な検索性能向上を理論的に示す。Llama-3への適用でin-context学習がコンテキストゲート型検索として機能することを確認し、連想記憶理論とLLM現象論を結ぶ枠組みを提供。
Strain-controlled crossover between Majorana and Andreev bound states in disordered superconductor-semiconductor heterostructures
超伝導-半導体ヘテロ構造において空間的不均一歪みがマヨラナ束縛状態(MBS)とアンドレーエフ束縛状態(ABS)を制御する手法を示す。タイトバインディングBogoliubov-de Gennes計算により、弱い歪みでも低エネルギースペクトルを質的に変化させ、無秩序誘起のABSをよく分離したMBSに変換できることをナノワイヤとグラフェンナノリボンで実証。
Application of the exact-factorization density-functional perturbation approach to pentacene crystal and monolayer MoS2
ボルン-オッペンハイマー近似を超えた非断熱電子-フォノン効果を厳密因子分解(EF)ベースのDFPT(EF-DFPT)で計算する初の拡張系実装。ペンタセン結晶とMoS2モノ層への適用で非断熱効果が静的誘電応答を材料依存的に修正することを示す。MoS2では無視できるが、ペンタセンでは軟モードに起因する顕著な長距離遮蔽効果が現れる。
Contrasting structural reversibility and magnetic correlations in isostructural honeycomb magnets CrCl3 and α-RuCl3
ハニカム磁石CrCl3とα-RuCl3の構造・磁気特性を中性子単結晶回折で比較。両物質ともC2/m→R3̄の一次構造転移を示すが、α-RuCl3は熱サイクルで結晶劣化が進む一方、CrCl3は構造的堅牢性を保つ。CrCl3はTN=14KでA型反強磁性秩序を形成し40Kまで磁気拡散散乱を示すが、α-RuCl3ではTN以上で磁気拡散散乱が観測されない。
Photon Momentum Enabled Symmetry Breaking and Nonlinear Photocurrents in the Centrosymmetric Dirac Semimetal PdTe
中心対称ディラック半金属PdTeにおいて有限の光子運動量移行が動的対称性破れ機構として機能し、通常禁止の非線形光電流応答を可能にすることを実証。偏光依存測定で円偏光ガルバニック効果・幾何シフト電流・光子ドラッグ寄与を識別し、膜厚依存解析からバルク寄与を確立。PdTeを光子運動量による量子幾何探索の有望プラットフォームとして位置付ける。
Field Theory of Data: Anomaly Detection via the Functional Renormalization Group. The 2D Ising Model as a Benchmark
高ノイズ環境での異常検出と非平衡場理論の繰り込み群流の対応を確立。相転移検出が有効平衡場理論のガウス固定点(Marchenko-Pastur分布)付近の研究に帰着することを証明し、2次元モデルAへの汎関数繰り込み群適用で、ノイズ対信号比が物理的温度として機能することを示す。オンサーガー厳密解ベンチマークでKLダイバージェンスを上回る4%以下の精度で臨界閾値を同定。
Bound States in Second-order Topological Graphitic Structures
二次元グラフィティック構造に基づく四重極絶縁体(二次位相絶縁体)の設計原理を提案。ジグザグエッジの位置と接続の操作で4つのトポロジカルクラスを同定し、異なるクラスの境界界面にトポロジカル保護された質量ゼロのコーナー状態が出現することを示す。ドメイン壁の滑らかさ調整により非ゼロ角運動量の質量ある局在状態も現れ、両種束縛状態の共存を実証。
Symmetry Guided Band-Gap Opening via Periodic Topological Defects in Graphene
周期的なトポロジカル欠陥配列によりグラフェンのバンドギャップを予測可能に制御できることを実証。第一原理DFTとタイトバインディングでN×N周期の欠陥超格子を解析し、Nが3の倍数のときブリルアンゾーン折りたたみでK点・K'点のディラックコーンが縮退してギャップが開くことを示す。flower欠陥超格子は欠陥間隔で調整可能なより大きなギャップを生じ欠陥工学の予測枠組みを確立。
Magnetic-field-tunable cyclotron hyperbolic polaritons
磁場誘起サイクロトロン運動から生じる新クラスのハイパーボリックポラリトンを予測。高移動度半金属への垂直磁場印加でサイクロトロン共鳴以下の面内誘電関数が金属的から絶縁体的に転換する一方、面外は金属的を維持するため双曲性誘電環境が形成される。この磁場調整可能なポラリトンをTHzニアフィールドナノスコピーで実空間可視化できることを示し、磁気プログラマブルナノフォトニクスの基盤を提供。
First-principles real-space embedding theory of the superconducting proximity effect
超伝導近接効果の第一原理記述を可能にする実空間動的埋め込みに基づくグリーン関数フレームワークを開発。近接効果を通常および異常埋め込み自己エネルギーで定式化し異なる繰り込み機構を解析。トポロジカル絶縁体モデルへの適用に加え、NbSe2/CrBr3ヘテロ構造へのDFT+ワニエ関数計算を実施して数百nmの近接長を計算し走査トンネル分光実験と直接比較。
Giant critical response in a driven-dissipative quantum gas
駆動散逸系での相転移近傍で平衡系と同様の臨界増幅が生じることを実験的に実証。室温半導体光子ボース-アインシュタイン凝縮体において自発強度揺らぎの臨界遅延と弱いポンプ摂動の増幅を独立に測定し、両者が同一凝縮体数(n̄c=1250)でともに値625に達することを確認。単一の弱減衰集団光子-リザーバーモードが両効果を支配し有限開放量子気体での揺動-応答対応を確立。
Optical signatures of antiferromagnetic correlations in a strongly interacting quantum Hall MoSe2 monolayer
MoSe2モノ層の強相関電子液体において従来の量子ホール強磁性に反する反強磁性相関を磁気光学分光で発見。励起子ポーラロンエネルギーの磁場・電子密度依存振動からランダウ準位形成と密度依存バレー交差を観測し、低充填率で系統的なゼーマンエネルギーの広がりを確認。バレー縮退ランダウ準位間の反強磁性相互作用が無偏極基底状態を安定化する質的に異なる量子ホール磁性を報告。
Discovery of a nonsymmorphic superconductor with spontaneous rotational symmetry breaking and nontrivial zero modes
非シンモルフィック化合物PtPb4において自発回転対称性破れと非自明なゼロエネルギーモードを持つ超伝導を発見。面内・面外抵抗率測定で超伝導状態と上部臨界磁場に顕著な2回対称性を確認し、STM/STSにより2回対称磁気渦と拡張距離にわたる安定なゼロエネルギー渦束縛状態を観測。これらはマヨラナ束縛状態の特性と一致しトポロジカル量子計算の有望プラットフォームを確立。
Superconductivity Reinforces Charge-Density-Wave Phase Coherence across Cuprates
高温銅酸化物超伝導体で超伝導がCDW秩序の振幅を抑制しつつ位相コヒーレンスを系統的に向上させることを発見。共鳴軟X線散乱の運動量プロファイル解析でTc以下のBCS的コヒーレンス成長を観測。Bi・Hg・Y・Nd系銅酸化物にわたる共通傾向を確認し、超伝導がCDW秩序を振幅抑制と位相コヒーレンス増強という二つの独立した形で再形成することを示す。
Experimental Progress in Ambient-Pressure Superconducting Bilayer Nickelate Films
高圧で80K近傍の超伝導を示す二層ルドルスデン-ポッパーニッケル酸塩において、エピタキシャル歪みで高圧相を再現した常圧超伝導薄膜の実験的進展をレビュー。合成経路・酸素化学量論・基板歪み・超伝導特性・電子構造を解説し、未解決問題として高純度薄膜の再現性・二段階転移の起源・γバンド位置・対形成対称性を列挙して今後の研究方向を展望。
Outstanding TC Enhancement in 5d-3d Y2NiIrO6 by Compression
二重ペロブスカイトY2NiIrO6(YNIO)への圧力効果を研究し5d-3d超交換相互作用の理解を深める。常圧ではフェリ磁性絶縁体(TC=192K)であるが17GPaまでの圧力でTCが240Kへ上昇。岩塩型Ni-Ir秩序が最近接を超えた超交換を抑制して磁気フラストレーションを防ぎ、直交するNi eg-Ir t2g経路が格子歪み下でも堅牢であることを確認し、5d-3d超交換機構解明の枠組みを確立。
Fast and Accurate Prediction of Lattice Thermal Conductivity via Machine Learning Surrogates
格子熱伝導率κlatの高精度ML予測のため6966エントリのPhonixデータベースで15種類の代理モデルをベンチマーク評価。物理情報特徴量+ML・エンドツーエンド深層NN・事前学習MLIP埋め込み+MLの3カテゴリを比較し、MLIP埋め込みは補間で優位、深層NN(ALiEGNN)は分布外領域で卓越することを示す。代理モデルが計算コストを桁違いに削減しながら高スループット熱電材料スクリーニングを可能にすることを実証。
Altermagnons at the metal-insulator transition
チェッカーボード格子のハバードモデルにスレーブボゾン理論を適用し、金属からモット絶縁体転移にかけての動的交代磁性スピン感受率を計算。マグノン分散と寿命繰り込みの追跡により、金属-絶縁体転移を通じてカイラル選択的マグノン散逸からコヒーレントだが強く変形したキラルマグノン分枝へのクロスオーバーを明らかにし、相関アルタマグネットの集団スピン動力学を定量的に記述する手法を提供。
Theory and Discovery of Electrides
結晶格子の間隙領域に電子が局在する物質「エレクトライド」の起源について理論的枠組みを構築。間隙電子の出現を説明する記述子を開発し第一原理計算による新規無機エレクトライド候補の高スループット探索に活用。同概念が高圧エレクトライドや有機エレクトライド、F中心欠陥、溶媒和電子にも適用できることを示し、エレクトライド様挙動の統一的理解を提供。
Observation of sine-Gordon-like solitons in a spinor Bose-Einstein condensate
スピン1スピノルBECで局所位相刻印スキームによりサイン-ゴルドン型ソリトンを実験的に生成。ソリトン速度が有効二次ゼーマンシフトで調整可能で制御された衝突実験を実現。積分可能なサイン-ゴルドンモデルの特徴的な弾性衝突を観測し、入射・出射ソリトン間の位相シフトがスピン1数値シミュレーションと定量的に一致することを示す。スピノルBECをサイン-ゴルドン型モデル研究の制御可能な実験プラットフォームとして確立。
Nematicity in LaFeAsO single crystals studied by elastoresistance, high-resolution thermal expansion and shear-modulus measurements
LaFeAsO単結晶のネマティシティを高分解能熱膨張・剪断弾性率・弾性抵抗測定で研究。剪断弾性率C66の構造相転移への軟化と両感受率のキュリー-ワイス的発散から電子起源のネマティシティを確認。BaFe2As2との比較で剪断弾性率の温度依存性は類似するが弾性抵抗感受率が対照的で、ワイス温度の差異が鉄系超伝導体の抵抗率異方性理論と矛盾することを示す。
1111のネマティック応答、単結晶準備するところから既にすごい。KFe2Se2はどうなるんだろう?
Tailoring the material properties, nanostructure and grain alignment of Alnico magnets through micromagnetic simulations
希土類フリー永久磁石候補Alnicoの保磁力向上を目指し有限要素マイクロ磁気シミュレーションで交換非結合ロッドの磁気特性を系統的研究。ロッド寸法・ロッド間隔を変えたヒステリシス計算で静磁相互作用の効果を確認し、数百シミュレーションから多層パーセプトロン回帰器を訓練。ナノ構造・材料固有特性・粒子配向を最適化する予測フレームワークを確立しAlnico合金の磁気特性向上への指針を提供。
Emergent Vortex Ordering in a Multiflavor Pyrochlore-Lattice Compound GeCo2O4
多フレーバーパイロクロア格子化合物GeCo2O4において渦格子の出現を実験的に同定。包括的な中性子散乱実験と正則化回帰フレームワークを組み合わせて最近接Co2+擬スピン間の実質的なキタエフ相互作用を同定し、幾何学的フラストレーションと協調した渦秩序の安定化を示す。三次元キタエフ-フラストレート磁石における渦格子秩序への予期せぬ経路を明らかにし、フラストレート量子材料のハミルトニアン決定プロトコルを実証。
H-linear magnetoresistance in NbSe2 due to impeded cyclotron motion
電荷密度波(CDW)化合物2H-NbSe2における磁気抵抗の不純物依存性を研究し、妨害サイクロトロン運動(ICM)を取り込んだボルツマン輸送解析と定量的一致を実証。ICMの起源をCDW秩序が高温フェルミ円柱を接続する強散乱シンクと同定。これが線形磁気抵抗の説明を与えると同時に、長年未解明だったCDW相内での量子振動消失も説明することを示す。
Probing Non-Equilibrium Grain Boundary Dynamics with XPCS and Domain-Adaptive Machine Learning
X線光子相関分光(XPCS)とドメイン適応型機械学習でナノ結晶材料の粒界動力学を定量的に探索する手法を確立。ナノ結晶シリコンの温度・粒径依存二時間XPCS測定で時間並進不変性からの大きな逸脱を観測。半教師あり学習フレームワークがシミュレーションから実験XPCSマップへの物理パラメータ転移を可能にし、バルク拡散率・粒界剛性・有効粒界濃度を直接抽出することに成功。
Probing charge noise in bilayer graphene quantum dots by Landau-Zener-Stückelberg-Majorana spectroscopy
二層グラフェン(BLG)量子ドットにおける電荷ノイズをLZSM干渉分光で研究。BLG二重量子ドットで5〜10GHzの電荷量子ビットを形成しノイズスペクトル密度Sεを0.5〜0.9 neV/√Hzと抽出、III-V族半導体やシリコンと同程度の値を示す。電荷量子ビットのデコヒーレンスの温度・周波数依存性から二準位揺動子より熱(ジョンソン)ノイズまたは電子-フォノン結合が支配的と結論。
Phase-slip residual-order spin state in FeSe
静的長距離秩序を持たないFeSe超伝導体の磁気基底状態を第一原理計算で解析。PBEとr2SCAN混合交換相関計算とスペクトル重み付き静的スピン構造因子S(q)シミュレーションにより、FeSeが位相スリップ欠陥の準縮退多様体(残留秩序スピン状態:ROSS)に支配されることを示す。ROSSは局所ストライプ型反強磁性相関を保ちつつ長距離位相コヒーレンスを失い、中性子散乱で観測される両型スピン揺らぎを再現。
Magnon polaritons in a van der Waals ferromagnet coupled to a superconducting resonator
ファンデルワールス強磁性体Cr2Ge2Te6の薄片(30nmまで)と超伝導共振器のマグノン-光子ハイブリダイゼーションを実験で実証。低インピーダンス超伝導共振器設計により6つのデバイスで再現可能な避けられた交差を観測。結合強度が膜厚の平方根に従い、スケーリングの外挿からモノレイヤー限界でのハイブリダイゼーション達成が射程内であることを示す。
The wave nature of a Mott insulator
一次元強相関ガス系でモット絶縁体の予想外の波動的性質を実験的に発見。浅い格子ポテンシャルでのピン留めによりギャップ付きモット絶縁体を実現し、絶縁体領域が深まるにつれて干渉ピークが強まることを観測。一体相関関数の測定で複数格子サイトにわたる振動的指数減衰のコヒーレンスパターンを量子モンテカルロシミュレーションと定量一致で確認し、干渉が超流動性の唯一指標でないことを示す。
Graphene lattice recoil in hard X-ray photoemission: Experiment and Theory
単層グラフェンのハードX線C 1s光電子放出において核反跳と固有電子非対称性の相互作用を実験とモデルで解析。0.8〜8keVの光子エネルギー範囲でFujikawa-Takata累積量形式が反跳スケーリングを捕捉するがスペクトルの非対称テールを再現できないことを示す。反跳なし近似で抽出した固有電子線形とフォノン反跳核を畳み込む新モデルが高光子エネルギーでの線形進化とセントロイドシフトを再フィットなしで再現することを実証。
Equivariant Space Group and Hamiltonian for Collinear Magnetic Systems
コリニア磁性材料の磁気秩序パラメータ方向nに陽に依存するハミルトニアン(EMH)を対称性に基づいて構築するエクイバリアント空間群フレームワークを開発。EMHがk-n高次元空間に存在し非慣習的な対称性作用とトポロジカル特徴を示すことを1D強磁性鎖と3D反強磁性体で例示。第一原理計算との統合で実材料のn依存バンド構造を精密に捕捉するab-initio EMHを構築し磁気動力学駆動のトポロジカルポンピングを示す。
-2026/5/12---
Criticality in optical properties of the Drude and Drude-Sommerfeld metals around the plasma frequencies for high carrier concentrations
DrudeモデルおよびDrude-Sommerfeldモデルの金属における電磁波の減衰定数を古典電磁気学の統一的枠組みで解析的に決定。高キャリア濃度の導体でプラズマ周波数付近の減衰定数・群速度・複素誘電率に臨界性が現れることを示し、各臨界指数を導出した。量子補正もトーマス・フェルミ遮蔽で考察している。
Construction and Analysis of the Effective Model for the Bulk Steady State under Current in Boundary-Driven Open Systems
境界駆動開放系における電流下の定常状態を記述する有効バルクモデルとして並進対称な非対称ホッピングモデルを提案。最小ケースではHatano-Nelsonモデルに対応し、有効温度が電流密度に比例して上昇するという実験と一致した結果を示す。ジュール加熱と固有電流誘起効果の分離ツールとして有用。
Rashba engineering at van der Waals interfaces
エピタキシャル成長した異種TMDモノレイヤーの積層界面でRashbaスピン分裂の強度と符号を制御できることを実証。THzスピントロニクス発光測定でHfSe₂/PtSe₂がバルクTMDを凌駕するスピン-電荷変換効率を示し、スピン・角度分解光電子分光とDFT計算で界面の強いRashbaスピン軌道結合状態を解明した。
SLayerGen: a Crystal Generative Model for all Space and Layer Groups
空間群と層群の両方に不変な結晶を生成するモデルSLayerGenを提案。二次元超伝導体や触媒表面などの二周期性材料に特化し、離散自己回帰的格子生成・Wyckoff位置のトランスフォーマーサンプリング・群等変拡散を組み合わせる。バルク結晶生成モデルより一貫した性能向上を達成。
Multiscale modeling of materials and neural operators
材料の複雑な挙動を理解するためのマルチスケールモデリングに、離散化非依存のニューラルネットワーク汎化であるニューラル演算子を活用する方法を紹介。スケール間の情報転送という長年の課題に対し、3つの応用例を通じてニューラル演算子の有効性を示す入門的解説論文。
Emergent Quantum-Geometric Equivalence of Injection and Shift Currents
従来は独立とされていた注入電流とシフト電流が、バンド間ベリー曲率と量子計量双極子を通じた隠れた関連性を持つことを発見。電子分散が線形なディラック・ワイル半金属や歪みグラフェンでは低光子エネルギー域で両者が同一の量子幾何双極子で支配される等価性が現れると示した。
CrystalREPA: Transferring Physical Priors from Universal MLIPs to Crystal Generative Models
結晶生成モデルと普遍的機械学習原子間ポテンシャル(MLIP)の間の表現ギャップをエネルギープローブで明らかにし、原子ごとの隠れ状態をMLIP表現に整合させるCrystalREPAフレームワークを提案。3つの生成モデルと10のMLIPで熱力学的安定性と構造妥当性が一貫して向上した。
Angle-Resolved Cryogenic Brillouin-Mandelstam Spectroscopy of Surface and Bulk Acoustic Phonons in Diamond
10〜300Kの温度域でダイヤモンドの表面・バルク音響フォノンを角度分解ブリルアン散乱分光で計測。レイリー波・SH波・擬縦波の3種の表面音響フォノンを測定し温度依存性は最大1.6%と弱い。ダイヤモンド量子センサや表面弾性波デバイス・熱輸送モデルに重要なデータを提供。
Manipulation of magnetic skyrmions by non-uniform electric fields
帯電チップが生成する局所電場を用いた磁気スキルミオン操作の理論を提案。磁気電気効果を活用し、Néel型スキルミオンの生成・駆動・消滅を数値シミュレーションと解析的手法で解明。スキルミオニウムや標的スキルミオンなど複雑な磁気テクスチャも制御可能で位相図を作成した。
Nonequilibrium Theory for Molecular Machine Design
生体分子マシンのフローネットワーク最適化向けにCFT Design(Caliber Force Theory)フレームワークを開発。コスト・ベネフィックスのトレードオフや小系統の誤フロー処理を考慮した設計理論で、分子モーターの高速化・キネティック校正の最適化・酵素阻害剤設計への応用を示した。
Spin Elasticity: A New Paradigm for Spintronics
スピン自由度に弾性の概念を適用した「スピン弾性学」フレームワークを提案。スピントルクとスピン形態を結びつけ、トポロジカルフックの法則・自発振動・共鳴・スピン応力波という新たな集団励起を予測。古典弾性学とトポロジカルスピン物理を統合するタウ-D理論を構築した。
3月の論文ではPRXに投稿中になってたから、出し直したのかな?
Microscopic origin of Boson peak in amorphous solids
アモルファス固体の異常振動状態密度(ボゾンピーク)の微視的起源をスプリング・ノードネットワークの解析モデルで探求。無秩序を「バネ強度の揺らぎ」と「配位数の揺らぎ」に分類し、ボゾンピークは配位数の揺らぎのみに起因し、バネ強度の揺らぎは減衰に寄与するだけだと示した。
Effective sextic field theory for tricritical-critical crossover
三臨界点から臨界点へのクロスオーバーに関する有効3次元スカラー場理論を研究。6次結合を含む質量と2つの結合定数の3ループ繰り込みを実施し、結合定数の繰り込み群フローを初めて完全に決定。普遍性の意味とベータ関数から非普遍項を回復する方法を解析した。
Equilibrium and non-equilibrium properties of active matter systems
自己推進粒子から成るアクティブマター系の集団的挙動と動力学を解説。体積排除効果・媒体の乱れ・スピン異方性の影響を調査し、ジャミング・カイネティック停止・運動誘起相分離・マイクロ相分離など様々な相転移現象を熱雑音や自己推進速度などの系パラメータと関連づけて示した。
Spin Seebeck effect in magnetic junctions with a compensated ferrimagnet
4副格子モデルを用いた補償フェリ磁石/常磁性金属接合の非平衡グリーン関数理論でスピンゼーベック効果を研究。等方的マグノン分裂が通常の強磁性接合に匹敵するスピン電流を生成し、同条件のアルター磁性体では消失することを示した。補償フェリ磁石を熱スピン流源として確立した。
Chiral Porphyrin Monolayers on Ferromagnetic Thin Films: Ultrafast Spectroscopy of Hybrid Interfaces
キラルオリゴペプチドポルフィリン自己組織化単分子膜とCo/Ni強磁性多層膜のスピンインターフェースを研究。フェムト秒ポンプ・プローブ分光でポルフィリン励起状態ダイナミクスを解析し、金属表面が励起寿命を短縮させるが電荷移動生成物は検出されず、磁化方向・分子キラリティ依存性もないことを確認した。
Cascade of fractional quantum Hall states in 2D system
移動度3.7×10⁷ cm²/V/sの超高品質GaAs/AlGaAsヘテロ構造を用いて1 mKまでの量子輸送測定を実施。17/33と15/31の新たな分数量子ホール状態を発見。複合フェルミオン理論で観測された分数状態を整理し、各FQH状態の相対強度に関する直感的パターンを提案した。
Computing eigenpairs of quantum many-body systems with Polfed.jl
量子多体ハミルトニアンの中間スペクトル固有値・固有ベクトルを計算するJuliaパッケージPolfed.jlを公開。多項式スペクトル変換をランチョス反復に組み込みメモリコストを低減。GPU加速や自動的なスペクトルマッピング最適化をサポートし、他の対角化手法より大きな系サイズを扱える。
Apparent double-Tc from a single BKT transition in anisotropic phase-only models
異方性ジョセフソン接合アレーを平衡・非平衡で解析。単一BKT転移しか持たない系でも、有限サイズ・有限電流クロスオーバー域ではHalperin-Nelsonフィットや固定抵抗閾値基準が見かけ上の二重Tcを与えると示した。臨界スケーリング基準は単一BKTと整合し、本物の分裂は追加の物理を示唆する。
Beyond Topological Invariants: Order Parameters from Dominant Fock-state Patterns
多体基底状態の支配的フォック状態パターンから秩序変数を構築する汎用スキームを提案。拡張SSH模型でワインディング数では区別できない位相の隠れたサブ構造を実空間秩序変数が明らかにし、無秩序系の相転移診断にも有効。相互作用スピン模型のBKT転移の有限サイズ診断にも適用できる。
Statistical mechanics of the N-queens problem
Nクイーン問題を格子ガスとして統計力学的に解析。基底状態エントロピーと高温エネルギーの厳密解を導出し、大規模MCシミュレーションで比熱に熱力学的相転移が存在しないことを確認。熱力学的積分によりシムキン定数γ≈1.944を組み合わせ論的値から0.1%以内の精度で再現した。
Pulse, polarization and topology shaping of polariton fluids
2次元ポラリトン流体の4成分特性(2正規モード×2偏光)を利用した超高速パルス・偏光成形を実験実証。コヒーレント制御によりブロッホ球上の偏光スイープ、スキルミオン等のトポロジカル状態の動的生成、位相特異点チューブが螺旋を描く新型高速渦の実現を示した。
Bose-Fermi Mapping in Hubbard Models at Imaginary Chemical Potential and Phase-Induced Fermionization
虚数化学ポテンシャルにおける引力フェルミ・ハバード模型と斥力ボーズ・ハバード模型間のマッピングを大N展開で発見。分配関数がθ→θ+πのシフトで関係づけられ、フェルミオン化が無限相互作用なしに熱力学的効果のみで起きる新機構を提案。Tonks-Girardeau極限とは異なる新たなフェルミオン化経路。
Ultra-Fast Quantum Control via Non-Adiabatic Resonance Windows: A 9x Speed-up on 127-Qubit IBM Processors
127量子ビットIBM量子プロセッサ上で非断熱共鳴ウィンドウ(約4.9)を発見し、従来の断熱限界に対して9.2倍のゲート速度短縮を実現。2つの独立ハードウェア間で相関係数R=0.9998の共鳴プロファイルを確認し普遍性を実証。サブパーセントのキャリブレーションドリフトへの高い感度も報告した。
Inherent Altermagnetism on regular hyperbolic lattices
2次元双曲格子上でPoincaré円板を離散化した強束縛モデルを用い代替磁性(アルター磁性)を研究。双曲結晶学とバンド理論で次近接ホッピングが双部双曲格子でスピン分裂を誘起することを示し、特定の双曲格子族では代替磁性が固有的に現れることを4次元原子軌道で分類した。
Exact Fixed-Point Constraints in Neural-ODEs with Provable Universality
ニューラルODEに事前に固定点を埋め込む手法を提案。速度場が正確にゼロになる点の有限集合を明示的に組み込みながら表現力を保つことを厳密に証明し、局所的制約下での普遍近似性も確立。2つの典型的物理モデルでの数値実験で有効性を検証した。
Cavity-Induced Excitonic Insulation and Non-Fermi-Liquid Behavior in Dirac Materials
高インピーダンスメタサーフェス製の深サブ波長キャビティ内の2次元ディラックフェルミオンを理論研究。キャビティが誘起する長距離相互作用がNf<Nc=16/πでエキシトン絶縁相への無限次量子相転移を引き起こし、Nf>Ncでは非フェルミ液体臨界域に入ることをDyson-Schwinger解析で示した。
Ginzburg-Landau Theory for Confined Thin-Film Superconductors
https://arxiv.org/abs/2605.10686
量子閉じ込め下の超伝導薄膜に対するGinzburg-Landau理論をBCS自由エネルギーから導出。閉じ込めが固有コヒーレンス長を直接繰り込み、コヒーレンス長の短縮と侵入深さの増大によりタイプII超伝導が強化されることを示す。Al薄膜での侵入深さ増大の実験観測と定量的に一致した。
Transverse Magnetic Response from Orbitally Polarized Cooper Pairs in Elemental Superconductors
ひずみによる対称性低下がバナジウムやニオブなどの元素超伝導体で同一軌道モーメント電子からなるスピンシングレット軌道偏極クーパー対を実現することを超伝導密度汎関数理論で示した。面内磁場で鏡映対称性が破れると面外軌道磁化が現れる新しいトランスバース磁気応答を予測した。
Freestanding GdBa2Cu3O7 Thin Films via Optimized Buffer Layer Design: Preserving Superconducting Properties
水溶性SAO犠牲層と熱放出テープを用いた自立型GdBCO超伝導薄膜の製作に成功。バッファ層設計を系統的に最適化し、LaAlO3/SrTiO3二層バッファがエピタキシャル成長とTc≈92Kの維持に不可欠であることを発見。積層順序が超伝導特性に決定的な影響を与えることを示した。
Theory of Spin-splitter Magnetoresistance in Altermagnets
強磁性絶縁体に結合した金属交代磁性体の角度依存磁気抵抗理論を構築。スピン分割磁気抵抗(SSMR)がスピンホール磁気抵抗(SMR)と3点で区別され——Néelベクトルと強磁性磁化の相対配向依存性・逆符号の縦方向ADMR・縦横信号の直接比例性——コリニアアルター磁性の明確な指紋となることを示した。
-2026/5/11---
Landau free energy and the absence of spontaneous magnetization of the one-dimensional Ising model
1次元イジングモデルの自発磁化問題をランダウ自由エネルギーの観点から再考した研究。状態密度の単調性からモデルが有限温度で自発磁化を示さないことを示唆し、最大項近似により厳密解を導出。ランダウ自由エネルギーが|m|の増加関数であり、m=0での2階微分が正かつ温度に対して非解析的であることを厳密に証明した。
Quantum spin liquid on a 3D bipartite lattice of spin trimers stabilized by enhanced effective anisotropy
3次元二部格子上の量子スピン液体の候補材料として、スピントリマー磁性体KBa₃Ca₄Cu₃V₇O₂₈を同定した研究。Cu²⁺トリマーが有効擬スピン-1/2自由度を形成し、3次元二部格子ネットワークを構成。20 mKまでスピン凍結や対称性破れ相転移は見られず、代数的スピン自己相関を持つギャップレス動的基底状態を示す。弱い微視的交換異方性が三量体レベルで60〜100%に増幅されることで安定化される。
Direct Experimental Test of Conformal Invariance via Grazing Scattering: A Proposal for X-ray and Neutron Experiments
臨界現象における共形不変性を実験的に直接検証する手法を提案した研究。境界存在下での2点相関関数を全反射条件(掠め角散乱)のX線・中性子散乱で研究することを提案。共形ウォード恒等式を運動量空間で微分制約として表現し、二元合金などで既存技術を用いた実験的検証が可能であることを示した。
こういうの好き
Bootstrapping ground state properties of classical frustrated magnets
半正定値計画法を用いて、無限格子上の古典スピンモデルの基底状態エネルギー密度と相関関数に対する厳密な両側境界を求める手法を導入した研究。非凸最適化問題を有限サイズ凸最適化の階層に変換し、熱力学的極限での収束を証明。ラターマー・ティサ法を包含し、非二次ハミルトニアンや非ブラベー格子にも適用可能。
Disentangling bulk and surface electronic structure using targeted cleave planes in RuO₂
ルチルRuO₂のバルクと表面の電子構造を分離した研究。集束イオンビーム(FIB)加工による(110)および(100)面の劈開により、高品質なARPES測定を実現。スペクトルが表面電子状態に強く支配されていることを実証し、DFT計算との比較から表面終端依存性を解明。Ru 4d軌道の大きなスピン軌道結合がラシュバ型スピン分裂を生じさせることも示した。
LLM-Guided Open Hypothesis Learning from Autonomous Scanning Probe Microscopy Experiments
大規模言語モデル(LLM)と記号回帰を組み合わせた自律的走査プローブ顕微鏡(SPM)のための開放型仮説学習フレームワークを導入した研究。記号回帰がスパース測定から解析的関係式の候補を生成し、LLMが物理的妥当性でランク付けする。PZT薄膜の強誘電ドメイン反転測定に適用し、動力学的ドメイン壁運動に一致する電圧・時間成長則を発見した。
Fluctuation-driven chiral ferromagnetism
磁化非保存結合(スピン軌道相互作用)により量子ゆらぎで安定化されるカイラル強磁性体の存在を示した研究。古典解析では共線状態のみを予測するが、量子ゆらぎにより大きな軌道カイラリティを持つ強磁性体やカイラルストライプ相が安定化される。磁場誘起傾きに依存しないスカラー軌道カイラリティが自発的に生成され、熱ホール効果の増強が示される。
Anomalous Phase-Coherence Scaling in a Quantum-Critical Dirac Semimetal
加圧されたディラック半金属α-(BEDT-TTF)₂I₃における弱反局在(WAL)を量子相転移をまたいで調べた研究。高圧側では従来の2次元位相緩和(Lφ∝T^(-1/2))を示すが、臨界圧力付近では温度指数がp~0.3に抑制される異常スケーリングを観測。量子臨界点付近のディラック電子に関連した非自明な非弾性散乱が示唆される。
Floquet second-order topological insulator in strained graphene
一軸ひずみと円偏光の組み合わせによりグラフェンにフロケ高次トポロジーを実現する方法を示した研究。ひずみがディラックコーンを半ディラック臨界領域に近づけると、光誘起質量が強く異方的になる。斜め入射により有効楕円偏光となりコーナーモードを持つフロケ2次トポロジカル絶縁体相が安定化される。チャーン数と結晶対称性量子化分極不変量で位相図を特徴付けた。
Physics Aware Representation Learning on Electronic Charge Density for Materials Property Prediction
DFTで得られた3次元電子電荷密度を材料物性予測に活用する物理情報深層学習フレームワークを提案した研究。3次元畳み込みオートエンコーダで高解像度電荷密度グリッド(128³)をコンパクトな潜在表現(16⁴)に圧縮。LightGBMと注意機構付き3D CNNを用いてバルク弾性率(R²=0.94)や形成エネルギー(R²=0.96)等を高精度予測し、DFT計算の1/25のリソースで実現した。
Topological Characterization of Discrete-Time Classical Stochastic Processes: Dual Role of Point-Gap Topology
格子上の離散時間マルコフ連鎖で記述される古典確率過程のトポロジカル特性を解析した研究。確率行列のポイントギャップトポロジーが参照点の選択に応じて2つの異なる物理的帰結をもたらすことを指摘。マクスウェルのデーモン実験における有向輸送のトポロジカル起源を特定し、フィードバック制御の非マルコフ性がトポロジカル起源を持つことを示した。
Frustration of harmonic and solitonic helimagnetism on the body-centered tetragonal lattice of GdAlSi
体心正方格子(BCTL)で三角格子反強磁性体と類似した調和・非調和ヘリ磁性状態の競合が実現することを示した研究。磁場中の共鳴弾性X線散乱により、GdAlSiで調和サイクロイドとソリトン型二重Q状態の競合を観測し、平均場計算と良く一致。BCTLを持つ材料における磁気フラストレーション物理の新しいパラダイムを提供した。
Breaking the Trade-off: Bulk 2D Ising Superconductivity with High Tc and Giant Interlayer Spacing via a Unique Chain Intercalation in (BaS)1/3TaS2
高Tcと大きな層間距離を同時に実現する新型遷移金属ダイカルコゲナイドを報告した研究。(BaS)₁/₃TaS₂では独特のBa-S-S-Baチェーン構造がTaS₂二層間に挿入され、層間距離12.75 Å(2H-TaS₂の3倍以上)を達成。バルクc軸鏡映対称性が破れつつ各層内の局所反転対称性破れが支配的となり、高Tcを保持したままロバストな2DイジングBCSが実現される。
Revisiting Ferroelectricity Beyond Polar Space Groups
極性空間群を超えた強誘電性の概念を再考したレビュー論文。分数量子強誘電性とイオン伝導体強誘電性を、ベリー位相に基づく現代的分極理論の枠組みで統一的に解釈。絶縁結晶の分極は多値格子量であり、非極性結晶でも非ゼロの形式的分極が存在しうることを強調し、α-In₂Se₃等を例にドメイン壁動力学と境界条件の役割を論じた。
Spin-lattice coupling enables adaptive adsorption in magneticallydriven electrocatalysts
外部磁場が電気化学反応(OER)の中間体のスケーリング関係を緩和できることを示した研究。Ni-Fe酸水酸化物において、磁場印加がスピン格子結合を通じて表面化学吸着を変化させ、界面に構造的柔軟性を注入することを分光測定とDFT計算で解明。準縮退した酸素化中間体へのアクセスが可能となり、反応エネルギー要求が変調されることで過電圧制限を突破できることを示した。
Noncollinear antiferromagnetic structure and physical properties of CrRhAs with distorted kagome lattice
ZrNiAl型構造を持つ歪みCrカゴメ格子材料CrRhAsの実験的調査。TN=149 Kの反強磁性体で、粉末中性子回折からk=(1/3、1/3、1/2)の伝播ベクトルを持つ非共線反強磁性構造を解明。半導体的(TN以上)から金属的(TN以下)への抵抗率変化、ホール係数の2度の符号反転、大きなカドワキー・ウッズ比を示す強相関多バンドカゴメ金属であることを実証した。
Emergent Dynamic Magnetic Ground State in a Mixed 3d/5d Heavy Fermion System CaCu3Ir4O12
3次元立方晶ペロブスカイトCaCu₃Ir₄O₁₂における量子無秩序磁気基底状態を調べた研究。強い反強磁性相互作用(θW~-200 K)にもかかわらず、50 mKまで長距離磁気秩序もスピン凍結も観測されず。μSR測定(40 mKまで)により、強い量子スピンゆらぎと真に動的な局所モーメントを確認。3次元系での量子無秩序磁性の有望な実現例として確立した。
Bias-Engineered Synthetic Antiferromagnets Hosting sub-20 nm Zero-Field Skyrmions at Room Temperature
ゼロ磁場で室温安定なサブ20 nmの合成反強磁性スキルミオン(SAFsk)を実現した研究。SAFバイアスシステムという新戦略でFMskとSAFskをゼロ磁場で安定化し、多層膜設計とフィールドサイクルによる極性設定が可能。磁気力顕微鏡と微磁気シミュレーションを組み合わせ、これまで報告された中で最小のSAFsk(20 nm以下)を直接観察した。
Beyond the conventional Emery model: crucial role of long-range hopping for cuprate superconductivity
銅酸化物超伝導体の典型モデルであるエムリーモデルを超えた長距離ホッピングの重要性を示した研究。動的頂点近似(DΓA)を用いて銅酸化物と整合する超伝導ドームを再現したが、従来の3つのホッピングパラメータを超える長距離ホッピングが定量的に正確な相図とd波秩序パラメータに必要不可欠であることを示した。
Probabilistic denoising for reliable signal extraction in spectroscopy
ノイズデータからノイズ除去信号と要素ごとの予測不確かさを同時に抽出する確率論的ノイズ除去フレームワークを導入した研究。ボクセルあたり平均0.02電子のポアソンノイズ条件下での3次元ARPESデータに適用し、銅酸化物超伝導体のスペクトル特徴を信頼性高く復元。不確かさを超伝導ギャップ解析に伝播させることで、科学的に意味のある誤差棒付きのパラメータ抽出が可能となる。
Tamed Feynman-Kac diffusion processes: Killing-branching intertwine
ドリフト付きブラウン運動の平衡緩和をフェインマン・カック核の観点から定量化した研究。連続・閉じ込め型のフェインマン・カックポテンシャルが負値を取る領域ではキリングと分岐(クローニング)効果が絡み合い、緩和するFK核の経路的背景を構成する。二重井戸型ポテンシャル等の非線形モデル系を対象とした計算機支援による経路的論証を提示した。
Electronic excitations in the Shastry-Sutherland compound SrCu₂(BO₃)₂
幾何学的フラストレーションスピンダイマーを持つシャスタリー・サザーランドモデルの典型物質SrCu₂(BO₃)₂の高エネルギー電子励起を初めて詳細に調べた研究。Cu L₃端RIXSにより1.8〜2.4 eVのd-d励起多重項を解析。光学分光で1.2〜1.6 eVに電荷移動励起の開始を確認。これらの結果が超交換ベースの磁気モデル精緻化のための定量的基準を与える。
MatterSim-MT: A multi-task foundation model for in silico materials characterization
材料シミュレーションと物性評価のためのマルチタスク基盤モデルMatterSim-MTを発表した研究。89元素・温度5000 K・圧力1000 GPaをカバーする3500万件以上の第一原理ラベル付き構造で事前訓練。Bader電荷・磁気モーメント・ボルン有効電荷・誘電行列を予測可能。圧力依存LO-TOフォノン分裂やBaTiO₃の電気ヒステリシス等の複雑シミュレーションを実証した。
Light-driven octupolar inverse Faraday effect and multipolar order in Mott insulators
円偏光レーザーがスピン軌道結合モット絶縁体の隠れた多極子秩序を制御・検出できることを示した理論研究。フロケ・シュリーファー・ウルフ展開により、光駆動項として磁気八極子に線形結合する有効静的場(八極子逆ファラデー効果)と平衡に存在しない結合依存異方性交換相互作用を導出。これらの結合の相互作用が反強磁性・強磁性八極子相や多極子液体相を含む非平衡多極子位相空間を生成する。
Gapped 1/9 Magnetization Plateau in the Anisotropic Kagome Antiferromagnet Y-kapellasite
S=1/2異方性カゴメ反強磁性体Y-カペライト(Y₃Cu₉(OH)₁₉Cl₈)における分数磁化プラトーを調べた研究。パルス磁場磁化測定と高磁場³⁵Cl NMRにより、1/3と1/9のプラトーを確認。1/9プラトー内でのNMRスペクトル解析から秩序化したスピン配置・低エネルギーゆらぎの強い抑制・活性化挙動を実証し、これがギャップ付き分数状態であることを示した。
-2026/5/8---
Microsopic Theory of Spin Polarons in Chern Ferromagnets
Chern強磁性体における荷電励起の微視的理論を構築し、任意数のスピンフリップを束縛したスピンポーラロン状態の閉形式波動関数を導出した。理想的Chern-1バンドでは接触相互作用のもとでポラロンがハミルトニアンの厳密固有状態となる。変分族として1つのサイズパラメータと幾何学的1粒子ドレッシングを導入し、単一スピンフリップで正確対角化と99%以上の重なりを実現。モアレプラットフォームのドープChernフェロマグネット解析の微視的基盤を提供する。
Competing nonlinearities, criticality, and order-to-chaos transition in deep networks
ディープニューラルネットワークにおいて、異なる活性化関数の統計的混合が連続的相転移の新たなメカニズムをもたらすことを示した。TanhとSwishの混合では活性化前分散のスケーリングに鋭い転移があり、混合比p_cで統計的スケール不変性が現れる。実データセットでの学習でもp_c近傍で最適な汎化性能が確認され、クエンチされた活性化乱雑性が構造的正則化として機能し記憶化を抑制することを実証した。
Engineering Quantum Many-Body Scars through Lattice Geometry
格子幾何学のみで量子多体スカーを誘導・強化できることを示した。1次元チェーンを三角形装飾格子に変換することで、PXPモデルで通常は熱化する完全偏極状態が顕著な忠実度復活と遅いエンタングルメント成長を示す。幾何学に誘起されたヒルベルト空間の再構造化がハイパーキューブ部分グラフを生成し、近似的su(2)代数を安定化させる機構を解明。Rydberg原子アレイでの実験実装も提案した。
Light-Induced Even-Wave Spin Splittings in Nonmagnetic Centrosymmetric Systems with Spin-Orbit Coupling
円偏光によって中心対称の非磁性系に偶パリティのスピン分裂を動的に生成できることを示した。誘起される分裂の対称性は軌道の角度特性で制御でき、強磁性体やオルタ磁性体と同一のs波、d波、g波スピン分裂バンド構造が実現される。これらのスピン分裂バンドはChern絶縁体相を自然にホストでき、スピン・軌道磁化も議論した。スピン分裂の2つの基本メカニズム間のこれまで認識されていなかった概念的リンクを確立した。
Frustrated Fields: Statistical Field Theory for Frustrated Brownian Particles on 2D Manifolds
コンパクト2次元リーマン多様体上でランダム対相互作用を持つブラウン粒子系の大N極限を記述する統計場理論(Frustrated Fields、F2モデル)を開発した。S2上では密度が緩やかに歳差運動する大円リングに集中する「断熱的次元縮小」が観測され、実効理論がRP2上の非線形シグマモデルに対応することを示した。回転拡散係数1つで密度・配向セクターの複数の独立な診断量を調整パラメータなしに再現した。
MLM: Multi-Layer Moire -- A Python Package for Generating Commensurate Supercells of Twisted Multilayer Two-Dimensional Materials
ねじれた多層2次元材料の整合スーパーセルを生成するオープンソースPythonパッケージMLMを開発した。任意数のねじれ層・任意のBravais格子タイプに対応し、従来のO(N^4)総当たり探索に比べてO(N^2)の線形代数問題に帰着させる効率的なアルゴリズムを採用。二層グラフェン、MoS2、SrTiO3などで実証し、VASPおよびLAMMPS向けのシミュレーション用構造ファイルを出力する。
Band Unfolding via the Quadratic Pseudospectrum
欠陥・無秩序・準周期変調など厳密な並進対称性のない系にバンド理論を拡張するアンフォールディングフレームワークを導入した。ハミルトニアンと並進演算子の近似同時固有ベクトルを疑スペクトル的に求め、エネルギーと結晶運動量の両方で局在した近似伸張状態を明らかにする。フィボナッチ鎖を含む1次元・2次元の代表系で検証し、従来のバンド理論が適用できない非周期・有限系への応用を示した。
Tunable Interlayer Charge-transfer States in MoSe$_2$/WS$_2$ Moiré Superlattices
電子ドープされたMoSe2/WS2モアレ超格子における創発的モアレ励起子状態と層間電荷移動状態を大規模第一原理計算と光学反射分光法で詳細に研究した。垂直電場でType-IからType-IIバンドアライメントに切り替えることで整数・分数充填での相関電荷秩序状態が現れ、有効ハニカム格子上のFermi-Hubbard模型が実現される。モアレ励起子がドープ電子の局在プロファイルへの敏感な光学プローブとして機能することを示した。
Collective quantum state at the atomic limit
低温走査型トンネル顕微鏡で単層WSe2のミラー双晶境界セグメントにおける集団的量子状態を直接可視化した。1ナノメートル以下の超短セグメントでも朝永-ラッティンガー液体挙動を示す分数化されたスピン・電荷励起の量子化集団モードが観測され、原子スケール閉じ込み限界を確立した。これらの超短セグメントは単粒子状態ではなく閉じ込められたボソニック集団モードから離散スペクトルが生じる新たなクラスの多体量子ドットを形成する。
Galois Solvability of Finite-Size Bethe Solutions in the Heisenberg Chain
スピン-1/2ハイゼンベルク反強磁性鎖の有限サイズ基底状態を座標ベーテ仮設で分析し、Betheルートと基底状態波動関数係数の代数的複雑性を調べた。Betheルートは8サイト以上、基底状態波動関数係数とエネルギーは10サイト以上でガロワ非可解となることを示した。これは量子可積分模型において代数的複雑性に起因する明示的な解析不可能性が生じることの実証であり、可解性の限界を明確にした。
Tuning charge-transport properties and magnetic order in metallic EuTiO$_{3-δ}$
CaH2を酸素ゲッターとして用いた酸素空孔ドープEuTiO3の電荷輸送と磁気特性を詳細に研究した。酸素空孔ドープ系の相図はカチオンドープ系と異なり、最高キャリア濃度(n≈10^21 cm^-3)でTC≈11 Kの強磁性秩序が現れる。DFT計算で最近接磁気交換定数が電子ドープで大きく変化することが確認され、X線散漫散乱は熱的散漫散乱と整合し準弾性成分の不在を示した。
Nonlinear Hall quantum oscillations to probe topological Brown-Zak fermions in graphene moiré systems
磁場下の2次非線形ホール効果における新型量子振動を提案し、グラフェンモアレ系で実験的に検証した。磁場下でBloch状態が再発するとともに支配的なNLHEメカニズムが交代することで0.5 T程度の低い磁場からBrown-Zakフェルミオンの検出が可能になる。整合条件が満たされると非線形輸送は量子幾何学的寄与に支配され、Brown-Zakフェルミオンの位相的性質の初の実験的検出を実現した。
Enhancement of $J$$_c$ by Proton Irradiation in HgBa$_2$Ca$_2$Cu$_3$O$_8$$_+$$_δ$ Single Crystals
3 MeVプロトン照射によりHg1223単結晶にピン留め中心を導入し、臨界電流密度を大幅に向上させた。照射量1×10^16/cm2で2 Kの自己場臨界電流密度が5.5 MA/cm2から26 MA/cm2に増強され、77 Kでは全照射試料で0.1 MA/cm2を超えた。照射後には臨界電流密度の磁場に対する冪乗依存性(指数α≈1)が観測され、ピン留め力密度分析でピン留めメカニズムの明確な変化が確認された。
Intrinsic Floquet Generation and $1/I$ Quantum Oscillations in a Sliding Charge-Density Wave
均一に滑る電荷密度波(CDW)が固有のdc-ac変換器として機能し、空間周期性を時間周期性に変換して固有のFloquet駆動量子状態を実現することを示した。弱プローブトンネル分光では逆電流(1/I)振動が現れ、マクロ電流が幾何学的チェーン数より桁違いに少ないコヒーレントフィラメントを通って流れることを示唆する。多端子モデルで接触部近傍での非弾性位相スリップがより外側の電圧プローブでの振動可視性の強い抑制を説明することを実証した。
Emergent conserved quantities via irreversibility
化学反応ネットワーク(CRN)とマルコフ連鎖における非可逆反応が創発的保存則と破れたサイクルをもたらすことを示した。「共生産インデックス」で特徴付けられる線形従属電流が非可逆反応によって生じ、保存量・破れたサイクル・共生産を結ぶ法則を導出した。これにより機械発見された非整数保存則の候補に関するコンドラムを解消し、CRNとマルコフ連鎖で広く用いられる指数法則の見落とされていた拡張を提供する。
Quantum oscillations and nonsaturating magnetoresistivity in nodal-line semimetals
ノーダルライン半金属EuGa4の磁気輸送特性を理論的に研究し、量子振動と非飽和磁気抵抗に焦点を当てた。トーラス型フェルミ面に起因する2つの異なる振動周波数が存在することを明らかにし、これがノーダルライン半金属の重要な実験的特徴であることを示した。低エネルギー領域では磁気抵抗が磁場に対して非飽和であるが、そのMR比は実験報告値より十分小さいことを計算で示した。
Sub-kelvin thermal conductivity of substrates and on-chip routing in quantum integrated systems
量子集積システムのサブケルビン熱管理のため、4種類の基板材料(高抵抗Si、低抵抗Si、ホウ珪酸、サファイア)の熱伝導率を実験的に研究した。高抵抗シリコンが300 mKで5×10^-2 W/m·Kと最高の熱伝導率を示した。超伝導Nbルーティングラインは面内熱伝導を増加させるが基板が支配的な熱経路であり、量子系における基板選択の重要性と3D集積による機能分割の必要性を示した。
Josephson spectroscopy study of kagome superconductors toward the deep point-contact regime
カゴメ超伝導体を用いてJosephson走査型トンネル顕微鏡(JSTM)を深いポイントコンタクト領域(接合抵抗約2 kΩ)まで押し進め、零バイアスコンダクタンスが通常状態コンダクタンスの2乗依存性から大きく外れることを実証した。零バイアスコンダクタンスの飽和が回路の直列抵抗から生じることを示し、Majoranaゼロモードなどのエキゾチックなゼロバイアス飽和・量子化解釈への注意喚起を行った。ペア密度波状態の研究に最適なJSTM動作領域も特定した。
Disentangling magnetic and optical contributions in ultrafast dynamics of antiperovskite non-collinear antiferromagnets
非共線反強磁性薄膜Mn3NiNおよびMN3GaNのポンプ-プローブ実験を行い、磁気光学(MO)信号から磁気・非磁気成分を定量的に分離した。Γ4g相のMn3NiNでは磁場依存のMO信号が観測され、圧電磁気モーメントによる磁区集団の再分布がKerr型MO効果で検出されることを示した。温度依存測定でMn3NiNが高温で単段から2段クエンチ動態に変化し、金属強磁性体のタイプI-IIの脱磁化クロスオーバーに類似することを明らかにした。
Anomalous Thomson Effect
異常ホール効果・異常ネルンスト効果(ANE)に類似した異常トムソン効果(ATE)を提案した。異常トムソン係数(ATC)は異常ネルンスト係数(ANC)の関数として導出でき、一般にATCはANCより増強される。低温極限でATC/ANCは3に近づき、CeCrGe3では液体窒素温度域でATCがANCの15倍になり得ることを実験ANEデータから推定した。既存のANEデータで直接検証可能なこの効果は固体熱電冷却に魅力的な特性を持つ。
Quantum Electron Quasicrystal
ニューラルネットワーク変分モンテカルロで発見された広量子井戸における電子準結晶相(30度ねじれた二層Wigner結晶)の起源を解析的に明らかにした。二層Wigner結晶配置へのゼロ点エネルギー補正の計算により、量子ゆらぎが古典的ハニカム状態を不安定化し30度準結晶基底状態を広いパラメータ範囲で選択することを示した。ゼロ点運動が電子準結晶を安定化するメカニズムを確立し、多体量子効果による自発的モアレ物理への経路を示した。
Genus-protected higher-order topological phases
格子対称性ではなく系の形状のグローバル位相(属数・穴の数)のみで保護された高次位相相(HOTP)の構成スキームを提案した。バルクギャップ・基本対称性・系の形状のグローバル位相だけで保護されるコーナー・ヒンジモードを実現し、格子対称性が破れてもバルクギャップを閉じずに境界状態を除去することができないことを示した。結晶対称性に依存しない新たなHOTP保護メカニズムを確立した。
Lecture Notes on Statistical Physics and Neural Networks
統計物理学の主要トピック(ボルツマン-ギブス分布、イジングスピン、スピングラスモデル、相転移、繰り込み群)をニューラルネットワークと深層学習の観点から解説する講義ノート。ホップフィールドネットワーク、ボルツマン機械、制限ボルツマン機械の学習アルゴリズム、現代の深層学習、大規模言語モデルまでを物理学の事前知識なく理解できるよう確率論・統計学の枠組みで展開する。
Electrical Spin Pumping in Exchange-coupled Molecules
電子スピン共鳴走査型トンネル顕微鏡を用いて、S=1/2分子ペア(Fe-FePc)における遠隔・全電気的スピン初期化を実証した。分子間の交換相互作用を介した角運動量移動により、スピン偏極トンネル電流の方向と大きさおよび交換結合強度で遠隔スピン状態を制御できる。この結果は幅広いスピンベース量子アーキテクチャに転用可能な汎用的・全電気的遠隔スピン初期化アプローチを確立した。
Engineering a driven-dissipative bath of altermagnetic quantum magnons for controlling classical dynamics of spins hosting spin waves, domain walls, or skyrmions
シュウィンガー-ケルディッシュ場理論を用いて、交代磁性絶縁体(AMI)層の量子マグノンが駆動散逸的ボソニックバスとして強磁性絶縁体(FI)層の古典スピンに作用する系を理論的に構築した。導出された拡張LLG方程式には空間的・時間的に非局所かつ異方的な2つの減衰項が含まれる。これらの項を利用してAMI/FIバイレイヤーにおけるスピン波・磁壁伝播やスカーミオン消滅に関するスピントロニクス・マグノニクス効果をチューニングできる。
Emergence of a correlated insulating state in bulk 1T-NbSe$_2$ via metal intercalation
電気化学的Snインターカレーションにより、単層のみで確認されていた1T-NbSe2の嵩高体積を実現した。透過型電子顕微鏡でSnインターカレーションによる1T構造形成を直接確認し、インターカレートサンプルが金属的2H-NbSe2とは対照的に絶縁輸送を示すことを発見した。DFT計算は金属的バンド構造を予測することから観測された絶縁状態は創発的電子相関の結果であり、ラマン分光で電荷密度波秩序の可能性も示唆された。
Colossal Magnetoresistance and Phonon Driven Exchange Dynamics in Eu$_5$Sn$_2$As$_6$
巨大磁気抵抗を示すEu2+系反強磁性体Eu5Sn2As6の熱伝導率と磁歪を測定し、格子の役割を明らかにした。フォノン支配の熱伝導率が磁場により強く増強されEu2+モーメントが分極すると飽和する現象を、スピン配置の縮退が解けることとクエンチされた磁気歪みで解釈した。スピングラス絶縁体との比較から、交換フラストレーションに由来する強いフォノン散乱の抑制が電子非局在化の駆動因であることを示唆した。
Pro-Tensor Network
テンソルネットワークの圏化であるプロテンソルネットワークを導入し、多重多体理論の集合(many-many-body理論)を研究するための数学的に厳密かつグラフィカルに透明なフレームワークを提案した。Levin-Wen模型を「一様」プロテンソルネットワークとして復元し、粒子をプロモナード上のモジュールとして特徴付けることでKitaev-Kongの結果を一般化。半単純性・有限性・剛性の仮定を外すことで通常の制約を超えた多体物理の探索を可能にする。
The Kubo-Thermalization Correspondence
長時間熱化と短時間線形応答スペクトルを結ぶ正確な対応(Kubo-熱化対応)を確立した。弱い駆動下での長時間熱化磁化と短時間線形応答スペクトルが厳密に対応することを示し、超冷却フェルミオンの熱浴に結合した有効スピン-1/2不純物を用いた実験で検証した。強く相互作用する量子系において系-浴結合の微視的詳細によらず平衡応答測定から熱化ダイナミクスを推定できる新しい手法を提供した。
-2026/5/7---
Spin Dynamics from Atomistic Quantum Simulations
固体中のスピン欠陥(NVセンターなど)の高温スピンダイナミクスを予測する統一的理論枠組みを構築。Kubo線形応答理論を用いてスピン格子緩和時間T1およびコヒーレンス時間T2をスピン格子結合の相関関数として導出し、機械学習ポテンシャルによる分子動力学シミュレーションで評価。ダイヤモンドNVセンターの実験値と優れた一致を示した。
Hydrogen-induced volume expansion in hexagonal close-packed iron: Effects of pressure and temperature
地球型惑星コアの軽元素候補である水素を含むhcp構造鉄水素化物(hcp-FeHx)の熱弾性特性を研究。高圧高温条件下でhcp-FeHxを合成し、10〜25 GPa・300〜900 Kでの状態方程式を構築。水素誘起体積膨張係数の圧力・温度依存性を明らかにし、惑星内部における水素含有量の推定値の修正が必要であることを示した。
Search for magnetoacoustic quantum oscillations in the insulating phase of YbB12
絶縁体における磁気量子振動という奇妙な現象が報告されている近藤絶縁体YbB12について、65 T・485 mKまでの高磁場超音波実験で磁気音響量子振動を探索。絶縁相では磁気抵抗に振動様挙動を確認したが、磁気音響量子振動は検出されず、磁場誘起金属相でのみ観測。絶縁相における超音波データの異常の起源は未解明であり、謎が深まった。
Imaging GHz surface acoustic wave modes in electrostricted LaAlO3/SrTiO3 heterostructures
量子デバイスのプラットフォームとして注目されるLaAlO3/SrTiO3(LAO/STO)界面において、室温での表面弾性波(SAW)を研究。最大2.2 GHzのSAWモードを観測し、伝搬損失は約10−3 dB/波長と極めて低い値を達成。原子間力顕微鏡を用いたサブミクロン分解能のSAW波形イメージングにより電気歪み誘起のSAW生成機構を解明した。
Thermodynamics of stacking faults and phase stability in cobalt alloys: A combined computational and experimental study
Co合金およびWC-Co超硬合金の積層欠陥エネルギーが相安定性と変形挙動を支配することに着目し、第一原理熱力学と微細構造解析を統合して評価。遷移金属溶質の積層欠陥エネルギーは原子ミスフィット体積で主に決定されることを示し、V・Ni・Fe・Mo・Wがfcc相を安定化してfcc-hcp変態温度を下げる一方、CrとCは逆効果であることを実証した。
Giant orbital-magnon conversion driven perpendicular magnetization switching
電荷以外の情報担体(スピン・軌道・マグノン)間の効率的変換を目指し、軌道金属/反強磁性絶縁体二層膜において室温での軌道角運動量からマグノンへの変換(L-M変換)を実験実証。従来の軌道システムと比べ一桁以上高い効率を達成し、この新機構によりCoFeBのマグノン媒介垂直磁化スイッチングに成功。オービトロニクスとマグノニクスの直接連携を確立した。
Regulating oxygen content and superconductivity in La3Ni2O7+δ
高Tc超伝導が注目されるRuddlesden-Popper型ニッケル酸化物La3Ni2O7+δについて、酸素含有量を系統的に制御した試料を合成。酸素量が相純度(インターグロースの有無)を決定するだけでなく、二層相超伝導の上部臨界磁場Hc2を直接変調することを発見。TcとHc2の酸素含有量依存の相図を構築し、超伝導機構の新たな知見を提供した。
Melting upon cooling in a quantum magnet
通常は加熱で融解が起きるが、冷却に伴い固体から液体へ変化する逆融解現象を量子磁性体で初めて発見。フラストレートした三角格子反強磁性体エルビウムヘプタタンタル酸塩ErTa7O19が、冷却時にまず三副格子長距離磁気秩序(固体相当)を形成し、さらに低温でスピンストライプ短距離相関状態(液体相当)へ融解する「スピンPomeranchuk効果」を実証。
Quantum Coherence Reshapes Thermodynamic Bounds for Thermal Machines
非平衡定常状態における電流揺らぎとエントロピー生成を結ぶ熱力学的不確定性関係(TUR)および多次元拡張(MTUR)を二端子量子熱デバイスで解析。熱機関・冷凍機・ヒートポンプとして動作する系において、コヒーレント輸送が支配的な領域でも古典的な効率限界がTURによって制約されることを示し、TUR・MTUR違反を最適化する条件を特定した。
Plastic deformation of B19' martensite where it matters in NiTi technology
形状記憶合金NiTiのマルテンサイト(B19'相)の塑性変形機構「kwinking」(転位スリップベースのキンクと変形双晶の協働)に焦点を当てた包括的研究。過去50年間に報告された多数の異常現象(80%以上の高ひずみ変形・ネッキング・Lüdersバンド伝播等)がkwinkingで統一的に説明できることを示し、構成則モデリングへの応用を考察した。
Dynamical pseudopotentials
第一原理計算の基盤である擬ポテンシャル理論をエネルギー依存(動的)な形式に拡張する枠組みを提案。コア電子のトレースアウトを動的埋め込みポテンシャルとして定式化し、一般化されたノルム保存条件を導出。極表現を採用することで参照エネルギー数と射影子数を分離し、広いエネルギー範囲で全電子散乱を高精度に再現できることを示した。
Predicting the Brittle-to-Ductile Transition in Amorphous Polymers
非晶質ポリマーの延性脆性遷移(BDT)を温度・ひずみ速度の関数として記述するスカラーモデルを定式化。均一な粘塑性流動が可能なひずみ速度の上限がBDTに対応し、その上限はJohari-Goldstein β緩和時間に反比例すると仮定。ポリスチレン・PMMA・PVCへ適用し、実験データと良好な一致を確認した。
Magnetic Brightening and Nanoscale Imaging of Spin-Polarized Helical Edge Modes
トポロジカルに保護されたキラルエッジモードの散逸なし伝導をナノスケールで可視化。極低温磁場中赤外散乱型近接場光学顕微鏡(cm-IR-sSNOM)を用いてスピン偏極した赤外ヘリカルエッジ状態を直接観察し、磁場誘起近接場伝導率をステップエッジで検出。エッジ伝導率が原子層数にほぼ線形に依存することを確認し、次世代ナノ電子工学への応用可能性を示した。
Efficient Quasi-Resonant, Polarization-Selective Excitation of GaN Quantum Emitters
GaNの点欠陥を起源とする単一光子源について、励起レーザーエネルギーを特定の共鳴値に合わせることで光ルミネッセンス強度を最大1桁向上できることを実証。共鳴は直線偏光で選択的にアクセスでき、放出ダイポールを変えずに偏光制御による増強が可能。欠陥複合体の局在振動モードを介した準共鳴励起機構を示し、エネルギー準位構造を解明した。
Response tensor for the superconducting (Josephson) diode effect
超伝導(Josephson)ダイオード効果の非相反臨界電流応答を特徴付ける応答テンソルを提案。臨界電流の角度分布の双極子成分と印加磁場の結合を記述し、通常状態のHall応答に類似した構造を持つ。準2Dラシュバ系ではテンソルが完全反対称型となり、ネマティシティの存在で対称成分が現れるため、超伝導相内のネマティック秩序の指標として機能することを示した。
Symmetric estimator for discrete self-energy of discrete many-body systems
多体系の一粒子自己エネルギーの離散スペクトル表現をKuglerの対称改良推定量の離散版を用いて導出。実周波数軸・複素(松原)周波数軸の両方に適用でき、数値レベルで因果律が保証されるため、従来法で生じる非物理的な負のスペクトル重みや追加広がりが不要。量子不純物模型と動的平均場理論に適用し精度の大幅な向上を実証した。
Geometrical control of topology with orbital angular momentum modes
軌道角運動量l=1の状態を載せた1次元交互格子のトポロジー特性を、サイト間の相対角度を調整するだけで制御できることを示す。系はCreutzラダーモデルとして解釈でき、角度によって異なるトポロジカル領域(巻き数で特定)と位相保護エッジ状態が出現。バンド反転とトポロジカル転移の解析結果とフォトニック導波路での実験実装を提案した。
Uncovering hidden bias in neutron diffraction residual strain measurements
中性子・X線回折で残留ひずみを計算する際のピークフィットから伝播した不確かさが実際の測定ばらつきを過小評価する問題を検討。付加摩擦撹拌堆積部品で36方向のひずみ測定を実施し、直接代入・直接逆算・最小二乗推定の3手法を比較。最小二乗解では伝播不確かさが実際のばらつきを大幅に過少評価し、方位過剰サンプリングと統計解析がより現実的な不確かさを与えることを示した。
Nonequilibrium Fluctuation-Response Theory in the Frequency Domain
過減衰Langevin動力学とMarkovジャンプ過程が支配する非平衡定常状態に対する統一的な周波数領域揺らぎ応答理論を構築。任意の観測量のパワースペクトルを同周波数の局所応答の二次形式として正確に表現し、静的非平衡揺らぎ応答関係を有限周波数へ拡張。周波数領域の応答不確定性関係・熱力学的不確定性関係・平衡揺らぎ散逸定理・Harada-Sasa型関係を統一的に導出した。
Microscopic evidence for imaginary charge density wave in a kagome metal
散逸なし電荷輸送と関連するキラルループ電流秩序(虚数電荷密度波、iCDW)の存在が長年論争されてきたが、カゴメ金属CsV3Sb5において核四重極共鳴(NQR)によりiCDWの微視的証拠を初めて報告。120 K以下でのスペクトル非対称広がりとチラルループ電流による約1 mTの局所磁場が時間反転対称性の自発的破れを示し、新しい量子秩序としてiCDWの存在を確立した。
Lattice Tadpoles
格子に埋め込まれたオタマジャクシ(tadpole、頭部と尾部からなるループ構造)の数の漸近挙動に関する厳密な数学的結果を証明。頭部が結び目なしであるという制約や、尾部が頭部の囲む曲面を貫通するという条件を課した場合を含む複数のケースを扱い、格子統計力学における自己回避ウォーク的トポロジー的対象の計数問題に厳密な基礎を与えた。
Sculpting Spin-Wave Landscapes via Curvature of 2D Magnonic Crystals
スピン波(マグノン)の分散関係工学のため、400 nmピッチで配列した三次元ナノピラミッドテンプレート上に成膜した50 nm厚Permalloy薄膜を研究。テンプレートの曲率による非磁化場の変調を利用して、材料除去なしに完全な面内バンドギャップとスピン波の強い実空間局在を伴うフラットバンドモードを実験で観測。外部磁場でバンドギャップの開閉が可能な2Dマグノニクスプラットフォームを実証した。
Field-induced asymmetric band flattening and ideal quantum geometry in rhombohedral graphene
菱面体積層5層グラフェン(R5G)において変位電場誘起の電子・正孔非対称なバンドフラット化をナノスポットARPES・電気的ゲーティングで直接可視化。電場増大に伴い平坦価電子帯がM字型分散に変化する一方、平坦伝導帯はよりフラット化。この非対称バンド進化が量子幾何学的特性(Berry曲率・理想量子幾何)と関連し、大電場下の電子ドープ側でのトポロジカル相出現を支持することを示した。
Mixed-Parity Altermagnetism in Collinear Spin-Orbital Magnets
これまで偶パリティ・奇パリティの2種類で理解されてきたアルタマグネティズムについて、運動量空間で純粋に偶数でも奇数でもない混合パリティのスピン分裂が存在することを示す。2次元スピン軌道磁性体では単一鏡映対称性で結ばれた2副格子系においてこの混合パリティが発現。円偏光照射で混合パリティ状態が誘起され、スピン分解軌道Edelstein効果が電気的プローブとして機能することを実証した。
-2026/5/6---
Universal Theory of Incoherent Metals
銅酸化物や重いフェルミオン、捻り二層グラフェンなどの非従来型超伝導体が超伝導転移温度以上で示すincoherent金属輸送をYukawa-SYKモデルで理論化。量子臨界bosonsと空間ランダム結合するフェルミオンモデルにより、非ボルツマン輸送・Mott-Ioffe-Regel抵抗率限界の破れ・KSS粘性境界の破れを非摂動的に説明した。
Characterizing electronic scattering rates with transport in multiterminal devices
2次元クリーンデバイス中の強相関電子の弾道的・流体力学的・拡散的輸送を5端子デバイスの単一実験で識別できる手法を提案。電流分配パターンから弾道-流体力学-オーム型クロスオーバーを診断し、運動量緩和・保存散乱レートを抽出可能であることを示した。
Building a physics-aware AI ecosystem for solid-state hydrogen storage materials
水素貯蔵材料(HSM)の発見に向け、コヒーレントデータ基盤・物理基盤モデリング・AI駆動逆設計をクローズドループで統合する統一フレームワークを提案。物理制約と実験フィードバックを組み込むことでデジタルツインによる自律的なHSM発見への道筋を示す。
Quantum Geometric Quadrupole of Cooper Pairs
クーパーペアサイズを量子幾何学的観点から統一的に記述するフレームワークを開発。時間反転対称性が破れるとベリー曲率がペアサイズに本質的寄与をもたらすことを示し、菱形グラフェンへの適用でベリー曲率起因の寄与がペアサイズを支配し実験的コヒーレンス長と整合することを発見した。
Thermal bottleneck in a freely suspended superconducting island on InAs nanowire
基板から浮いたInAs/Alナノワイヤの超伝導アイランドの熱バランスをジュール分光法で実験的に調査。3He浴を介した冷却による顕著な熱緩和ボトルネックを発見し、超伝導アイランドの非平衡実験において環境冷却がフォノン加熱を引き起こす役割を明らかにした。
Nb$_3$Sn Thin Films Using a Cu-Sn Route for Dark Matter Detection
アクシオン暗黒物質探索用SRFキャビティ向けに、Cu基板上のNb₃Sn薄膜をCu-Sn合金からの固体拡散で作製する低温手法(650〜750°C)を開発。従来の1100°C蒸気法を回避し、六角形キャビティへのコーティングでゼロ磁場Q=77000(銅基板比40%向上)を達成した。
Universal criticality of entropy production in chemical reaction networks
確率熱力学的アプローチで化学反応ネットワークの非平衡相転移における普遍的な臨界指数を導出。ピッチフォーク・サドルノード・ホップ分岐などでエントロピー生成の揺らぎと応答の指数を分類し、α-2β≥0の普遍不等式を確立。揺らぎの発散が応答の発散より先行することを示した。
From Knowledge to Action: Outcomes of the 2025 LLM Hackathon for Materials Science and Chemistry
材料科学・化学分野のLLM応用を「知識インフラ(検索・合成・検証)」と「行動システム(実行・自動化)」に分類し分析。RAGを活用したマルチエージェントワークフローや実験統合クローズドループシステムへの移行を示し、LLMが科学的推論・実行インフラとなる過渡期を描写した。
Coupled phase transitions in crystalline solids with extreme chemical disorder
高エントロピー酸化物でも化学無秩序を維持しながら連続的な結合相転移が起こることを実証。Jahn-Teller活性イオンNiとCuを含む5元素スピネルで100Kの軌道駆動転移と40Kの磁性駆動転移を発見し、局所歪みの「競争を通じた協調」という新設計原理を確立した。
Nature of magnetism in bilayer nickelate La3Ni2O7 single crystals
中性子散乱実験でLa₃Ni₂O₇単結晶のスピン秩序と動力学を解明。5meVスピンギャップを持つ異方的スピン励起と反強磁性層間結合を直接観測し、二層ハイゼンベルクモデルで記述できることを示した。強い電子相関を反映するスピン励起がニッケレート超伝導理解の基礎をなす。
Dynamic properties of a confined quasi-two-dimensional granular fluid
準2次元粒状流体の動的特性をΔモデルとLangevinドラッグを組み込んだEnskog運動方程式のChapman-Enskogで解析的に導出。粘性・熱伝導率・冷却レートをDSMC結果と比較して良好な一致を確認し、外部ドライブが輸送係数を大きく変えることを示した。
First-principles prediction of chiral-phonon-induced orbital accumulation
第一原理計算によりキラルフォノンがスピンではなく主に軌道角運動量の蓄積を引き起こすことを示した。長波長極限の円形格子歪みによる軌道・スピン期待値を評価し、軌道特性と電子-フォノン結合が支配的であり軽遷移金属がキラルフォノン駆動オービットロニクスの有望材料であると示唆。
Scale-Dependent Input Representation and Confidence Estimation for LLMs in Materials Property Prediction
無機結晶の形成エネルギーとバンドギャップ予測においてLoRAファインチューニングしたLlama(1Bと8B)の入力表現依存性を体系的に評価。8Bモデルは長い自然言語入力に強く、空間群情報含む結晶サマリーが一貫して有効。トークン負の対数尤度が信頼度指標になることも示した。
Gauge-Field-Mediated Symmetry Breaking of Matters Under Electromagnetic Fields and Its Impact on Spin Dynamics
外部電磁場下の凝縮系でスピン軌道結合のゲージ場項が対称性破れとスピン動力学を支配することを実証。時間依存DFTで鏡面・滑り面・螺旋回転対称系を調査し、ゲージ場項なしでは対称性凍結が続き、弱い外場でもゲージ不変な定式化が定量的に不可欠であることを示した。
The high K anomaly in ScAlN explained
ScAlNの誘電応答における実験値(~15)と第一原理計算値(~11.7)の長年の不一致を解明。極性ヘテロ構造の強内部電場が逆圧電効果で巨視的格子ひずみを誘起する「電気機械的インフレーション」として説明し、ε_eff=ε₃₃ˢ+e₃₃²/C₃₃という解析式を導出した。
Remote entropy measurement in coupled quantum dots
GaAs量子ドット対を用いて、Maxwell関係ベースのエントロピー測定が追加電子自身のエントロピーだけでなく周囲系全体のエントロピー変化も捉えることを実証。弱・強ドット-リザーバー結合の両領域で成立し、数値繰り込み群計算と一致することを示した。
Graph Neural Networks in the Wilson Loop Representation of Abelian Lattice Gauge Theories
Z₂とU(1)アベリア格子ゲージ模型向けにWilsonループ等のゲージ不変量を入力とするゲージ不変グラフニューラルネットワーク(GNN)を開発。大域・局所観測量を精度よく予測し、U(1)量子リンクモデルの半古典ダイナミクスの効率的代理モデルとして機能することを示した。
Quantum Metric Localization and Quantum Metric Protection
量子メトリックを持つ孤立バンドではAnderson局在とは異なる「量子メトリック局在」が生じることを発見。無秩序強度増加に伴い局在長が量子メトリック長の約2倍にピン止めされるプラトーを示し、超対称場理論でその起源を説明。光学系・音響系にも広く適用可能。
-2026/5/5---
A hidden bulk polymorph governs charge transport dimensionality in an organic semiconductor
有機半導体DNTTに従来未知の多形体「青色DNTT」を発見。既知の緑色DNTTが2次元電荷輸送を示すのに対し、青色DNTTはヘリングボーン配列による3次元電荷輸送を示し、電子移動度は緑色相の正孔移動度の2倍以上。多形性が電荷輸送次元性と担体効率を制御する鍵であることを実証。
Evidence for altermagnetic order in Cr-doped FeSb2
Fe1-xCrxSb2単結晶を合成し約3.5K以下でスピン補償秩序を確認。磁気輸送測定で正から負へのMRクロスオーバーと時間反転対称性破れを示す異常ホール応答を観測。ミュオンスピン緩和でバルク磁気秩序を実証し、純磁化なしの交代磁性基底状態を示唆。
Tracking thermal transport in colloidal quantum dot films using in-situ time-resolved X-ray diffraction
時間分解X線回折によるデバイ・ウォラー因子の抽出でコロイド量子ドット薄膜の熱特性を非接触計測。光利得薄膜の熱伝導率は0.55 W/mKと極めて低く、液中量子ドットでは界面熱コンダクタンス(約15 MW/m²K)が熱緩和を支配することを明らかにした。
Phase-shift instanton approach to tunneling duality in Read--Rezayi state
分数量子ホール状態のポイントコンタクト幾何における準粒子・電子トンネリング双対性を研究。「位相シフトインスタントン」法を導入し、k=3 Read-Rezayi状態の明示的双対記述を導出。強結合領域での微分コンダクタンスがG∝V⁴の普遍スケーリングに収束するトポロジカル制約を解明。
Vector Magnonics: Electrical Injection and Control of Spin Flow in Altermagnets
交代磁性体でスピン蓄積により縦・横両成分を持つ「ベクトル」マグノンスピン流が電気注入されることを予測。横電流はネール軸再配向でオン/オフ制御可能。量子運動論計算で従来反強磁性体比2桁増強の横応答を示し、交替磁性体検出の明確な輸送指紋を提供。
Composition-Driven Tunable Optical and Electrical Properties in Van der Waals Ferroelectric NbOI2-xClx Alloys
化学気相輸送法でNbOI2-xClxバンデルワールス合金を高結晶質に合成。組成依存的に格子定数・フォノンモード・バンド構造が連続調整可能。第二高調波発生の組成依存性で強誘電性を確認し、電界効果トランジスタや偏光感応フォトディテクタへの応用を実証。
Inverse Materials Design via Joint Generation of Crystal Structures and Local Electronic Descriptors
バーダー電荷と局所DOSなどの電子記述子を結晶構造変数と同時デノイズする拡散フレームワークを提案。バンドギャップ・形成エネルギー条件下で構造品質と多様性が向上し、電子記述子が材料探索空間を拡張しながら構造生成の性質収束とのトレードオフを緩和することを実証。
Multi-probe detection of domain nucleation across the metal-insulator transition in VO2
VO2薄膜の金属-絶縁体転移にわたるドメイン分布をFORC法と赤外イメージングで多角的に解析。パルスレーザー堆積とDCスパッタで作製した異なる粒径の薄膜を比較し、金属ドメインと絶縁マトリクスの相互作用が熱ヒステリシスと核形成過程に与える影響を定量的に明らかにした。
Impurity-Scattering Assisted Umklapp Scattering as the Origin of Low-Temperature Resistivity in the Normal-State of Cuprate Superconductors
銅酸化物超伝導体の常伝導状態低温抵抗率を微視的に解析。不純物散乱がアンチノーダル領域に分布関数変化を限定し、スピン励起からの不純物散乱支援ウムクラップ散乱がT²(ドープ不足)とT線形(過剰ドープ)挙動の起源であることを示した。
Effective attraction by repulsion
反発性自己推進粒子によるMotility-Induced Phase Separationの微視的機構を厳密理論で解析。周期境界に置いた2つの軟質ラン・タンブル粒子の最小モデルで、反発増大に伴い主要挙動は有効斥力だが有効引力が高次補正として出現することを示した。
Collinear ferromagnetism with reduced moment length in kagome magnet Nd3Ru4Al12
カゴメ格子磁性体Nd3Ru4Al12の磁気基底状態を単結晶中性子回折で決定。2サイト異なるモーメント長を持つ強磁性ではなく、均一なモーメント長mc=2.1μB/Ndのコリニア強磁性体(Q=0)であることを偏極中性子散乱で確認。TC=41K近傍の大きなホール・ネルンスト応答の微視的基盤を提供。
Metallic crossover through the tilt-free transition in La3Ni2O7 at high pressure and temperature
La3Ni2O7の高圧・高温ラマン・赤外分光で構造・電子状態の変化を系統的に調査。10-15GPaでの構造転移にFanoラインシェイプ出現と電子-フォノン結合増強を確認。赤外反射率でキャリア密度が2桁増加する金属クロスオーバーを実証し、T-P相図にAmam相上限温度(544K以上)を初めて特定。
Generalized continuum theory of phonon angular momentum in crystals
局所SO(3)材料フレームを導入し結晶中フォノン角運動量の一般化連続体理論を構築。音響変位モードと光学回転モードを統一的に記述し、ノーターの定理からフォノン角運動量密度(変位偏光成分と微視的回転成分)を導出。キラルフォノン分裂を生む不適切対称性破れ項を特定。
Spin caloritronics: History and future prospects of experiments
スピントロニクスと熱輸送・熱電特性を融合したスピンカロリトロニクスの発展史と実験研究を総括。スピンゼーベック効果等の熱-電荷-スピン相互作用現象の発見経緯を振り返り、測定技術・物理・材料科学・工学応用の観点から今後の展望を論じる。
Field-induced metal-insulator transition, Chern insulators, and topological semimetals in a clean magnetic semiconductor GdGaI
磁性半導体GdGaIの4副格子triple-q秩序を動機に有効モデルを研究。反強磁性アンブレラ状態でC=0とC=±4チャーン絶縁体相を発見し解析的低エネルギー理論でΔC=4ジャンプを説明。外部磁場によるキャンティング角変化が金属-絶縁体転移とC=±2チャーン絶縁体相を誘起。
Orbital-Splitter Current in Altermagnets
コリニア交代磁性体における軌道スプリッター電流(OSC)を導入し密度行列形式でDrudeと軌道ベリー曲率の寄与を導出。FeSb2でミラー対称性がDrudeチャネルを抑制し純粋内因性OSCが実現。OSCはスピンスプリッター電流を最大4倍超え、交替磁性/強磁性ヘテロ構造での磁化反転を加速する。
Two distinct superconducting regimes in Ti4Co2O under pressures
Ti4Co2O超伝導体の高圧電気輸送でTcとBc2(0)の圧力依存性を測定。Tcは非単調挙動を示し10-20GPa付近で急減後再上昇。低圧相はフェルミ液体輸送(n=2)と増強Bc2(0)、高圧相は単調増加TcとTc4フォノン散乱(n=4)を特徴とする2つの明確な超伝導領域を同定。
Mid-infrared photo-induced force microscopy (IR-PiFM/PiF-IR) -- Answers to some questions
5nm以下の横分解能で化学イメージングを可能にする中赤外光誘起力顕微鏡(PiF-IR)に関するFaraday Discussionsでの質疑に回答。物理的背景・実用的な取り扱い・抗菌相互作用研究への応用など、本手法の原理と可能性を幅広く解説。
Metastable MnBi2Te4 enabled by magnetic-field-assisted synthesis
磁場中合成によりMnBi2Te4単結晶の磁気基底状態をAFMからFMへ変換することに成功。同じ結晶構造を保ちながらキュリー温度約12.5KのFM基底状態を実現し、磁化・磁気トルク・電気抵抗・比熱で確認。第一原理計算が磁場合成によるスピン秩序再配置と電子構造変化を支持。
Spin-polarized Josephson current induced by inhomogeneous altermagnetic interlayers
不均質交代磁性中間層を用いたフィールドフリーJosephson接合を提案。ネールベクトルのπずれ配置で超伝導対振幅の空間振動が相殺されペア破壊が抑制され臨界電流が増強。三重項対相関からスピン偏極Josephson電流が発現し、散逸なしスピントロニクスデバイス実現への道を開く。
Lattice Gauge Theory and Wilson-Loop Confinement: A Statistical-Mechanical Survey
格子ゲージ理論における閉じ込めのWilsonループによるプローブを統計力学的観点からレビュー。強結合展開・双対性機構によるエリア則、有限温度・連続極限スケーリングの診断法、Wilson閉じ込めの数学的状況を体系的に概観する。
3D Quantum Hall Effect with Two Distinct Plateaus
HfTe5における3次元量子ホール効果の第2プラトー(第1の3/5倍)をスピン密度波絶縁体状態で説明。磁場駆動Lifshitz転移で最低スピンダウンランダウバンドがフェルミ面を横切りネスティングによりSDWが誘起されることを示し、3次元QHEが2次元より豊富な現象論を持つことを明らかにした。
Quantum Limits of Electronic Transport in Nanostructured Macroscopic Conductors
カーボンナノチューブ繊維の超高磁場(60T)磁気輸送測定と統一原子論フレームワークを組み合わせて解析。正の磁気抵抗は接合オーバーラップ長、負の磁気抵抗は格子不整合ヘテロ接合に起因することを示し、マクロ輸送が欠陥やドーピングよりも接合レベルの量子干渉に支配されることを解明。
Generation of heat pulses in mesoscopic conductors using light fields
光場との相互作用で電子リザーバーの温度を時間変調し、メゾスコピック導体に熱パルスを生成する手法を提案。量子ポイントコンタクトを挟んだ2リザーバーのタイトバインディングモデルで時間依存電流と揺らぎを評価。エネルギーが量子情報を担うオンデマンドカロリトロニクスへの道を開く。
Dynamical universality in a driven quantum fluid of light
半導体マイクロキャビティのエキシトンポラリトンで凝縮閾値以下の揺動支配無秩序相を調べ、相関長ξと緩和時間τを直接測定。τ∝ξ^zとz≈2の普遍関係を実証し非保存秩序パラメータの拡散ダイナミクスを確認。平衡系に限られていた臨界動的普遍性を駆動光学系に初めて拡張。
Revisiting the surface density of states of midgap Andreev edge states
p波・d波超伝導体の表面ミッドギャップAndreev端状態に対する表面粗さの影響を再検討。d波状態では2種のMAESモード間の散乱がミッドギャップピークを広幅化しV字構造を生成するのに対し、p波状態は単一モードのため粗さに対して堅牢であることを物理的に解明。
Stochastic first-passage modeling of single-event burnout in SiC power MOSFETs
SiCパワーMOSFETの単一イベントバーンアウト(SEB)を確率的初通過問題として定式化。電熱フィードバック緩和モデルで確率的揺らぎが決定論的閾値を確率的遷移帯に広幅化することを示す。ノイズ誘起サブ閾値暴走や初通過時間分布を通じてSEBの統計物理的解釈を提供。
Analyticity and symmetry of band extrema in gapped solids: when does the effective mass approximation hold?
ギャップのある固体のバンド極値での有効質量近似の妥当性を数学的に証明。非縮退極値ではDFT・G0W0計算において解析性が成立し、非解析性(ワーピング)は縮退に起因することを示す。32結晶点群の有効質量テンソルの許容形式を群論で決定し第一原理計算の整合性チェックを提供。
NESSi 2.0: The Non-Equilibrium Systems Simulation package version 2.0
非平衡グリーン関数シミュレーションパッケージNESSiをバージョン2.0に更新。メモリ積分の打ち切りで計算量をO(Nt³)からO(Nt·Nc²)に削減し、非平衡定常状態記述機能を追加。従来困難だった長時間(フェムト秒からピコ秒スケール)ダイナミクスシミュレーションを実現。
Vortex Transport in Ni/Bi Bilayer Superconductor with Strong Spin-Orbit and Exchange Interaction
強スピン軌道結合と交換相互作用を持つNi/Bi二層膜超伝導体(Tc=3-4K)の磁気輸送を研究。面外磁場でMagnus力と粘性力の競合による反対称横方向抵抗ピークを観測。強磁性絶縁体対照実験で超伝導が二層全体に広がることを確認し、通常s波秩序パラメータで観測を説明。
Computational Methods towards Ultrastable Glasses
超安定ガラスの計算実現に向けた主要アルゴリズムをレビュー。スワップMCなど非物理的操作を含む各手法の効率・限界・物理解釈を整理し達成される安定性を比較。ガラス転移の本質解明と力学的堅牢な非晶質材料設計への貢献を展望する入門者・専門家向け包括的解説。
Absence of Quantum-Metric-Induced Intrinsic Longitudinal Response
標準量子力学的摂動論により量子計量が誘起する内因性縦方向応答がゼロであることを厳密に証明。内因性電流の散逸なし性から成立しバンド構造の詳細や非線形次数に依存しない。量子計量誘起非線形輸送の理論的整合性を解決し最近の実験報告の再検討を促す。
Interlayer Five-Spin Polaron in Superconducting Bilayer Nickelates
二層ニッケル酸塩薄膜La2PrNi2O7の共鳴X線散乱で超伝導とSDW秩序が酸素欠損に応じて相分離することを発見。酸素化学量論が層間結合と電子構造を制御する鍵パラメータであることを示し、層間頂点酸素に配位子ホールが局在する5スピンポーラロン状態が超伝導基底状態を形成すると提案。
-2026/5/4---
Observation of single antiferromagnetic magnon modes in the tunnelling transistors of spin-1/2 Kitaev system a-RuCl3
スピン1/2キタエフ系α-RuCl3のvan der Waalsヘテロ構造における電子特性を系統的に研究。室温ではn型半導体特性を示し、120K以下でモット絶縁体へ転移することを確認。3層以下の薄膜に着目し、Neel温度(7〜14.5K)以下で非弾性散乱特性を観測。その一部を単一マグノンモードに起因すると同定し、原子薄膜限界におけるジグザグ反強磁性秩序とそのマグノンモードを電気的に確認した。
Investigation of nonlocal transport associated with the orbital Hall effect in Ti
単層Tiホールバーにおける軌道Hall効果に起因する軌道電流輸送のシグネチャを探索。Tiはスピンホール効果が無視できるにもかかわらず、有限の非局所抵抗を観測。有限要素シミュレーションでオーム的バイパス寄与を評価したところ、小チャンネル幅ではそれを超える追加の非局所寄与が存在し、軌道電流輸送の関与が示唆された。
Signatures of time-reversal-symmetry breaking in multiband 2H-TaS2 revealed by zero-field Josephson nonreciprocity
非中心対称2H-TaS2/2H-NbSe2 van der Waalsジャンクションでゼロ磁場ジョセフソンダイオード効果を報告。ダイオード効率は超電流振幅・厚さ・常伝導抵抗との相関を示さず、外因的機構を排除。バンド間散乱が固有の異常位相差と非対称電流位相関係を生み出し、多バンド超伝導構造と時間反転対称性の自発的破れの証拠を提示した。
Electrical detection of spin-flip transition in metal/Na5Co15.5Te6O36 heterostructure
Ising型反強磁性絶縁体NCTO上の薄膜金属における磁気抵抗(MR)を研究。易軸方向磁場によるスピンフリップ転移でヒステリシスを伴う急激なMR変化を観測。Pt/NCTOとCu/NCTOで高磁場MRスロープが逆符号を示すことを発見し、磁歪効果と界面スピン蓄積・磁化相互作用の両寄与を同定した。
Incommensurate Magnetic Ordered Phase with Enhanced Low-Temperature Magnetic Specific Heat in SmAu3Al7
中性子散乱とμSR測定によりSmAu3Al7の磁気秩序を解明。TN=2.8KとT*=0.9Kでの逐次転移を確認し、非整合伝播ベクトルq=(0.30、0、1.33)の長距離磁気秩序を同定。T*では磁気構造の変化は見られず、過去に提唱された部分無秩序状態モデルを否定。非整合磁気秩序と増強された低温磁気比熱との関連を考察した。
Dynamical magnetotropic susceptibility as a new probe of Kitaev materials and beyond
磁気トルク感受率k(ω)を新しい低エネルギープローブとして理論的に定式化。線形応答理論から一般的な相関電子ハミルトニアンへの適用を導出し、キタエフ材料を対象に機械学習符号問題最適化付き補助場量子モンテカルロで計算。α-RuCl3のk(0)/TのB/Tスケーリングが優勢なキタエフ結合を反映することを示し、キタエフ系を超えた応用可能性を示唆した。
Born-Qualified: An Autonomous Framework for Deploying Advanced Energy and Electronic Materials
自律的材料開発の新戦略として「Born-Qualified(生まれながらに適格)」アプローチを提案。発見の初期段階から製造性・コスト・耐久性を制約として組み込み、研究室指標に特化した最適化による「死の谷」問題を克服することを目指す。多目的メトリクス・因果モデル・モジュラーインフラ・製造プロセスの発見ループへの統合という4つの柱で構成される。
Experimental Evidence of Fractional Entropy in Critical Kondo Systems
金属島を2〜3本の電子リードに接続した量子回路で2チャンネル・3チャンネル近藤臨界点を実現し、熱力学マクスウェル関係式を利用してエントロピーを測定。2チャンネルではΔS=kB ln(√2)(マヨラナゼロモード)、3チャンネルではΔS=kB ln((1+√5)/2)(フィボナッチエニオン)の分数値を観測し、非アーベルエニオンの存在を実験的に実証した。
TrueEBSD in MTEX: automatic image matching for correlative microscopy applications
EBSD画像の空間歪み補正プログラムTrueEBSDをMTEXアドオンとして再実装。SEMとEBSDの相関解析を可能にし、WC-Co複合材におけるCo相分率・WC隣接度測定と、銅多結晶の粒界ボイド形成感受性決定の2つのケーススタディで有効性を実証。空間アライメントにより単独解析では不可能な定量的結晶学的測定を実現した。
Revealing the origin of XMCD in an altermagnet via three-dimensional control of spins
g波交代磁性体α-Fe2O3を用いてXMCDがスピン方向誘起対称性破れに支配されることを実証。XMCDは高度に異方性で弱い磁気傾斜と非結合であり、局所的なスピン軌道異方性を捉えるオンサイトファラデーテンソルで記述できることを示した。この知見を活用して薄膜中のナノスケールドメイン壁やトポロジカルソリトンの完全ベクトルマップを再構成した。
Claude
交代磁性体でXMCDが観測されても、それは「交代磁性体固有の共回転特性ではない」。XMCDを見つけることと、交代磁性を直接実証することは別問題です。
ほーん
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