（该方向主要招收具有化学、材料、物理等学习和科研背景的同学）
（1）金属团簇、碳团簇、纳米晶及其他具有原子级确定性结构的纳米功能材料制备。
（2）应力作用下原子级材料各类物性如光/电催化与电子输运等的设计、表征与调控。
（该方向主要招收具有机械、仪器、自动化等学习和科研背景的同学）
（1）研制机械可控裂结与拉曼、光镊、SECM等技术的联用仪器，以及面向教学的质谱仪器。发展利用应力实现表界面原子级组装、检测与性能调控的仪器方法。
（2）研制STM/AFM与微流控/纳流控技术的联用仪器，开展表界面分子与材料的催组装研究，探索催组装过程的科学原理与功能涌现。
（该方向主要招收具有机械、微电子、化学、物理等学习和科研背景的同学）
（1）单分子电子器件：利用机械可控裂结技术与扫描隧道显微镜裂结技术，构筑动态纳米间隙结构，制备单分子原理性电子器件，研究器件电子输运性质。
（2）后摩尔集成电路芯片：以紫外曝光光刻、刻蚀、镀膜、电子束光刻等微纳制造工艺，结合团簇、纳米晶、石墨烯等原子级材料，实现纳米尺度晶体管、传感器、执行器、反应器等器件制造与功能集成，探索后摩尔集成电路芯片的设计方案与技术路线。
