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利用基于密度泛函理论的量子力学计算,在单分子、单原子层次上开展量子材料物理与器件的研究,与相关实验课题组合作,设计并构造新型低维功能材料、理解新奇物性与原子结构的关联,进而对其物性进行调控。当前的研究方向为:(1)表界面的电子结构及能源催化过程:金属表面功能分子低维自组装结构、电子结构、动力学行为,及异质催化过程;(2)新兴量子材料结构与物性的调控:低维材料中的拓扑物态、铁磁外尔半金属、拓扑超导材料及其量子计算器件;(3)机器学习在凝聚态物理中的应用:神经网络在扫描探针显微镜、能源材料、拓扑材料、分子光谱等中的应用。