研究方向一：带隙材料理论研究

在国际上首次提出了非化学计量缺陷与核量子效应共同决定高温超导多氢化物结构本质的物理思想，建立了多氢化物的量子扩散结构模型；预言了光学材料表面的一种“幽灵”表面极化子，丰富了极化子光学、光物理和凝聚态物理的内涵。该方向近五年来获得国家自然科学二等奖1项，教育部自然科学一等奖1项，在Physical Review Letters和Nature Communications等国际期刊上发表SCI收录论文150余篇，论文被引用3000余次。

   研究方向二：带隙能源材料及器件

   提出利用半导体异质结光电效应和摩擦效应协同提升电极表面电荷密度的物理思想，设计制备了一种高输出功率的光机电一体化纳米摩擦发电机；明确了复合材料-电解液界面催化多硫化锂双向转化的机理，提出复合材料提升电荷转移动力学、催化活性物质转化、降低反应能垒的机理。该方向研究成果获黑龙江省自然科学一等奖1项，二等奖3项，在Nature Communications、Angewandte Chemie-International Edition等国际期刊发表SCI收录论文300余篇，论文被引用10000余次。申请发明专利45项，授权16项，科技成果转化5项。

   研究方向三：带隙光转换材料

解决了双色探测器性能完全依赖于无机材料晶体质量和复杂器件结构以及单一探测器无法实现响应光谱可调的难点问题。在实验和理论层面上揭示碳基材料负载过渡金属的介电行为的来源及调控机制；依据传输线理论计算低维碳基材料负载过渡金属的吸波材料的反射损耗，分析其电磁能量损耗性能内在的物理本质。该方向研究成果荣获黑龙江省自然科学奖2项，在Advanced Materials等国际期刊发表论文300余篇，论文被引用6000余次。申请发明专利43项，授权12项，包括1项国际发明专利，科技成果转化5项。