1. 高压下凝聚态物质新奇结构与性质的理论研究
压力作为一个重要的物理学参量，可以有效缩短物质内部原子间距，改变原子间相互作用，产生常压下难以获取的新现象和新效应，诱导新型结构和奇特性质，为探索新材料提供了新的方向。课题组聚焦超导材料、超硬材料及高能量密度材料的结构设计与性能模拟。
2. 新型二维功能材料的理论设计
二维（2D）材料是由单层或少数层原子或者分子层组成，层内由较强的共价键或离子键连接，而层间则由作用力较弱的范德瓦耳斯力结合。它们因独特的2D结构而具有奇异的特性与功能，成为物理学、材料学、化学等诸多领域的研究热点。课题组聚焦二维能源材料、半导体材料及磁性材料的理论设计。