電子・スピンと格子が強く相互作用する系において、ある条件で磁性や構造のマルチステップ相転移が起こることを示した。弾性的長距離相互作用が強い場合、相図に異常な角（つの）型構造が現れ、さらに、核生成過程が巨視的（size-independent）になることなど、非自明な協力現象が起こることを見いだした。これらの現象は、相の安定・準安定性に相関しており、異なる相の間のスイッチングデバイス応用へ有用な知見を与える。
原子論を基礎にして、第一原理計算を用いて微視的な磁気相互作用をモデル化し、熱揺らぎを扱うダイナミクスの計算法を開発してネオジム(Nd)磁石（粒）の磁化反転解析を行ない、シミュレーションによる保磁力評価法を示した。さらに、ジスプロシウム(Dy)置換による保磁力増強効果の機構を、NdとDyの結晶電場エネルギーの温度依存性の相違を示すなど微視的解析から明らかにした。高保磁力の新規磁石の微視的設計にそれらの知見を生かすことができる。
量子効果により格子の不均一性（不純物）で局所磁化が誘起されること、さらに各局所磁化は単一スピンと異なる動的性質を持っていることを発見したが、この局所磁化は新たなスピン素子の可能性を秘めている。