在极低温及强磁场等条件下，对各种新兴低维系的物理性质，特别是电子或自旋的量子输运性质、拓扑绝缘体等新型量子效应的研究及相关的量子调控新原理、新方案、进行深入而全面的研究。探索新型功能材料，发展和完善各种功能材料的制备方法，研究材料的光学、热学、电学、磁学、声学以及力学等性能。

冷原子物理及原子光学与原子玻色-爱因斯坦凝聚；纳米结构和纳米光学；全固化激光器物理及应用；近场光学；光谱学。

研究内容软凝聚态物理、软物质力学。

计算物理是物理学的重要分支之一，与理论物理和实验物理相互补充。研究领域涵盖不同维度下的半导体、金属、绝缘体等多种材料，并设计和预测多种新材料。

主要是对强关联电子系统包括高温超导理论、分数量子霍尔效应、磁性理论及数值的研究。

量子计算机的结构与实现、量子信息的原理和应用、量子通信网络的设计和实现等。

研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构性质，和在很高的能量下，这些物质相互转化的现象，以及产生这些现象的原因和规律。研究天空物体的性质及它们的相互作用。