ヘテロ原子ドーピングにより形成されるカーボンアロイの触媒活性とドーパントサイトの構造との相関関係を明らかにするため、π共役系炭素材料のモデル物質であるグラファイトにB, N, Pなどをイオンビームによりドーピングし、ドーパントサイトの電子構造を吸収端近傍X線吸収微細構造（NEXAFS）分光法により分析し、スペクトルをDV-Xα分子軌道計算により解釈した。電気化学測定による触媒活性との相関関係から、Pドーピングに対しては曲面構造をとる場合に酸素還元反応の触媒活性が向上することを解明した。また、B, N共ドーピングで形成される材料に対してはB, C, N間の原子配置を決定する分極ルールを提案した。