研究方向：长期从事能量储存与转换方面的研究，特别在锂离子电池、锂空气电池，新型电池的基础理论和应用开发方面做了大量长期的工作。

研究方向：纳米光学相关领域：纳米光谱分析、近场光学、光镊、等离激元光子学、纳米加工、生物/化学传感技术、计算电磁学。

研究方向：纳米技术

研究方向：生物纳米功能材料、生物纳米医学、生物分析与传感、纳米模拟酶

研究方向：纳米技术在生物领域的应用，尤其是在癌症治疗及诊断中的应用，如纳米抗癌药物及纳米生物萤光探针。

研究方向：1.低维纳米材料及材料界面的原子分辨率的表征； 2.三维成像电镜技术及其应用 3.先进球差校正显微技术及其应用

研究方向：纳米生物

研究方向：人工结构材料，超构材料，声学结构材料，纳米结构材料热输运，纳米光子学，表面等离激元学，纳米制造

研究方向：分子束外延（MBE），人工微纳结构半导体量子阱，超晶格和异质结材料及其在光电子器件和能源方向的应用

研究方向：先进金属结构材料的微观组织与性能、固态相变机理的研究