1. 低维材料的光谱学及光电特性研究
l 二维磁性材料的准粒子行为调控
通过变温变磁场光谱技术（如拉曼光谱）对磁振子等准粒子的频率和行为及其相互作用得以观测和调控，准确理解准粒子行为的微观机制
l 二维半导体材料的光电响应
通过电场调控半导体材料的带隙，利用光致发光光谱探测和理清影响二维半导体材料光电响应和带隙跃迁的关键因素
l 多场调控近场光学成像
通过变温强磁场以及外加电场表征和调控金属性材料、半导体材料以及绝缘体材料中表面极化激元行为，分析其在多场调控下的耦合与传播机制
l 凝聚态体系超快动力学研究
通过超快激光系统研究载流子动力学（通过泵浦探测测量载流子寿命、热化冷却过程等）、激子动力学与耦合（在二维材料及异质结中观测激子各类特性、界面电荷转移及器件载流子效率与速度）、外场调控下激子等瞬态行为（结合栅压研究外场对激子、能级、光学选择定则的调控）。
l 时间分辨荧光动力学与能量转移研究
通过荧光寿命成像提供分子环境信息、激子复合动力学及二维材料缺陷探测，观测异质结能量/电荷转移并与瞬态吸收互补，同时具备共聚焦空间分辨成像以分析样品表面荧光特性。
l 磁振子动力学与自旋波特性研究
通过分析磁场/温度依赖的自旋波频，可以量化了磁各向异性场、交换刚度及吉尔伯特阻尼系数等关键动力学参数。该技术凭借波矢分辨能力和微米级空间分辨率，可同时获取磁振子能量、寿命及色散关系，突破传统铁磁共振仅探测均匀模式的局限。
l 动量空间光子-物质耦合与能带结构研究
通过表征角分辨反射率谱和角分辨光致发光谱，分析光子在动量空间的行为，可以探测光子晶体结构的色散关系并给出光学腔体的光子能带图像，快速评估光学薄膜的厚度与折射率，研究光–物质的耦合特性，尤其是极化激子与光子的相互作用（对于二维材料，可以观察激子—光子反交叉、Rabi 分裂等现象，揭示强／弱耦合、自旋选择性等物理机制）
2. 二维（反）铁磁、铁电材料特性与机理研究
l 二维（反）铁磁材料
室温长程磁有序（垂直磁各向异性）；磁性调控（电场/应变/光照）；磁耦合机制（层内/层间相互作用）；稳定性研究（居里温度、环境稳定性）
l 二维铁电材料
自发极化机制（层间滑动、界面电荷调控）；铁电畴表征与操控；器件应用（存储器、光电器件）
3. 低维材料生长制备
l 自上而下（Top-down）：化学气相传输/助熔剂法+机械/化学剥离
l 自下而上（Bottom-up）：物理/化学气相沉积、微区限域助熔剂法
4. 光电器件开发
l 二维材料电致发光（LED）
谷极化发光LED；二维半导Moiré超晶格LED；二维磁性材料LED
l 二维材料激子微腔强耦合
l 二维材料激光器(Laser)