■ 凝聚态物理方向

◆多界面半导体异质结中的电声子相互作用和相关问题

    1. 通过探索III-V族和II-VI族低维半导体层状和纳米线多界面体系中的电子-声子相互作用规律，探索低维半导体器件中电声子散射相关的光电性质调控。研究多界面的引入导致的丰富声子谱，探索声子谱包含的各模式声子的存在条件、分布、及其与电子的相互作用强度和特点，及其随体系混晶组分的变化。通过探索声子散射下载流子的寿命、光跃迁、电场下的漂移和势垒隧穿性质，探索器件的电输运和光电转化效率优化。

◆半导体新能源材料与电池器件的设计、制备与物性研究

    1. 薄膜太阳能电池材料与器件

    通过设计和优化铜基薄膜（CZTSSe）太阳电池材料与器件工艺与结构，提升CZSSe电池器件的性能，研究与优化工艺制备条件及异质结能带结构匹配，降低薄膜晶体缺陷与开路电压（Voc）损耗，实现高性能低Voc损耗的CZTSSe器件。研究钙钛矿薄膜及叠层太阳电池器件，实现高效率低成本的面向应用的钙钛矿薄膜太阳电池器件。

    2. 低温固体氧化物燃料电池（LT-SOFCs）材料与器件

通过半导体异质结原理，设计和制备新型的LT-SOFCs电极材料、电解质材料等，研究新型低温电池的关键材料与器件的电化学性能及长期稳定性能，实现在300^oC-550^oC低温范围内运行的具有高性能输出的固态氧化物燃料电池器件。

    3. 钠离子电池材料与器件

    研究工作集中在室温钠离子电池正、负极材料的开发。主要进行材料设计、合成，表征及其物理和电化学性能研究。研究材料组分、晶体结构与电化学性能间的构效关系，研究电极材料的储钠机理，实现长寿命、低成本的钠离子电池器件。

    ◆稀土微纳米功能材料与器件

    1. 稀土基铁性纳米结构设计与器件制造

    利用铁性纳米结构的可控微观组织结构实现功能材料纳米尺度下的重造，借力纳米结构在多物理场中的敏感响应和自身独特的性能，调控其磁学、电学、光学等物理性能。探索多物理场、异质构筑类型、稀土调控等宏观行为对微观结构演化和宏观物性的耦合规律，推动稀土基铁性纳米结构的精确设计和器件制造。

    2. 团簇电子学

    短程有序组装团簇态物质，利用其非晶特性、结构与原子数关联、自发对称破缺等优势，依托团簇电子自旋、电荷双重属性的物质规律探索器件的精密近原子制造工艺，发展团簇类脑计算器件。建立团簇物质超导电性、磁电阻、霍尔效应等电子学设计法则，突破冯∙诺依曼架构的能效瓶颈，实现新材料开发和新型计算架构搭建。

    3. 新型纳米储能材料与器件

    主要涉及纳米能源材料的设计、微观结构调控及其在电能存储等领域的应用，围绕碳基、过渡金属氧化物（磷化物）、铁电氧化物等体系，通过纳米技术和稀土掺杂改性构筑新型结构并调控其表/界面性质，优化并提升材料和器件的储能特性，为推动器件的应用奠定研究基础。

■ 生物物理与生物信息学

    1. 以生物物理自治区重点学科和离子束生物工程自治区重点实验室为依托，主要开展基因组、蛋白质组、表观组信息学分析和生物功能材料研究。主要包括蛋白质结构分析和亚细胞定位预测、抗冻蛋白和马达蛋白生物功能的动力学机理、基因组信息挖掘、分子进化和表观遗传修饰与癌症相关基因表达关系等方面的研究，探索离子束及电磁场对生物体代谢及遗传特性影响。

■ 理论物理

◆重夸克电弱衰变和强子态的唯象研究

    1. 利用各种唯象方案对重味夸克电弱衰变相关的过程进行研究，通过理论研究和实验数据的结合，对标准模型进行检验，对强相互作用的动力学进行更深入的理解，从精确测量的角度对新物理信号可能出现的窗口进行寻找。

    2. 利用夸克模型对强子谱进行研究，通过对质量、结合能等物理量的计算，对可能存在的强子态进行预言，对新发现的强子态的内部结构进行分析和探明。

■计算物理

    ◆ 低维半导体材料的物性研究及其新型纳米器件模拟

    1. 低维半导体材料的物性研究

    通过第一性原理方法研究一维纳米线，二维半导体层状材料、异质结材料等的电学、磁学和输运性质。通过利用外电磁场、应力和掺杂等调控手段，研究对材料本身的能带、电子结构、声子散射等性质的影响，以期获得对相关宏观物理性质的有效调控。

    2. 新型纳米器件性能优化和量子力学模拟

    利用第一性原理方法，从原子尺度设计和构建新型纳米器件和自旋电子器件，如场效应晶体管，自旋场效应管等，对开关比、亚阈值摆幅等器件性能和功耗进行优化。研究基于新原理和新兴材料的纳米器件，如隧穿场效应晶体管、负电容晶体管、冷源晶体管和拓扑场效应晶体管等物理原理和性质，研究他们可靠性问题。研究二维材料场效应晶体管的量子力学仿真方法，以期用于相关器件优化。

    ◆ 低维纳米材料的设计与研究

    1. 新颖纳米催化剂的设计与机理研究

    通过设计负载型多原子催化剂的结构，研究O₂/N₂/CO₂还原等反应的路径及机理，探究催化机理背后的电子、磁性等物理因素，实现高效率低成本催化剂的预测，为实验工作者提供理论指导。

    2. 新型低维纳米材料的设计及其在纳米器件和能源方面的应用研究

    通过设计或搜索具有特殊结构或成键方式的纳米线和纳米面，研究其稳定性、力学和磁/电学性质，并考察其储氢/钠/钾的性能，预测其在纳米器件和能源方面的应用。