内容1：交換バイアス効果は、磁気記録やスピントロニクスデバイスに利用される重要な磁気現象である。従来は強磁性体と反強磁性体を組み合わせた多層膜で実現されることが多いが、作製工程が複雑であり、バルク材料における新たな発現機構の開拓が求められている。我々は、わずかな冷却磁場によって大きな交換バイアス効果を示すバルク磁性材料の合成に成功した。この効果にはスピン軌道相互作用が重要な役割を果たし、従来の界面型材料とは異なる機構が関与している可能性がある。現在、その発現機構を解明するとともに、新たな設計原理に基づく交換バイアス材料の開拓を進めている。

内容2：高圧合成によって形成される準安定構造には、通常の熱力学的安定相には存在しない原子配列と自由エネルギーが保持されている。我々は、高密度酸化物Ba4Ru3O12において、加熱に伴うルテニウム原子の再配列と構造フラストレーションの解放により、約4.4％の不可逆的な巨大格子膨張が生じることを発見した。高圧下で合成された高密度相が常圧下で大きく膨張するという、従来の予想に反する現象である。この成果は、準安定構造に蓄積された自由エネルギーが、原子再配列を通じて巨視的な格子応答へ変換されることを示している。現在、準安定構造を「機能資源」として活用する新たな材料設計へ展開している。