1. 利用化学和物理学、电子学、机械工程等跨学科研究方法的交叉，开展基于弱键相互作用开展固液界面分子催组装的研究；通过扫描隧道显微镜/原子力显微镜和微纳加工技术的结合，探索基于催组装原理发展后摩尔时代新型电子器件的制造策略。
2. 自主搭建新型质谱、拉曼光谱、微流控核磁、机械可控裂结、等离激元光镊、扫描电化学显微镜等科学仪器，开展表界面的功能分子与材料的精准操控组装与高分辨原位表征。
1. 面向集成电路领域的芯片垂直堆叠互连关键挑战，利用化学、电子、材料、机械的学科交叉，发展高纵横比通孔电镀、异形结构均匀电镀、单原子桥引线结构电镀等原子级制造方法与工艺。
2. 利用电化学与机械工程的学科交叉，发展欠电位沉积法与机械可控裂结法的联用技术，开发单原子岛、单原子层、纳米间隙等原子级结构的制造工艺，应用于光催化与电催化等分子催化转化机理研究，以及光电信 息器件等微电子和新能源领域的研究。
1. 利用机械可控裂结技术与扫描隧道显微镜裂结技术，基于单端或双端均由石墨烯材料作为电极的纳米间隙结构，基于弱键相互作用制备层层组装型单分子原理性电子器件，研究其所采用的新型层间电子输运机制。
2. 利用机械可控裂结技术与扫描隧道显微镜裂结技术，采用具有纳米间隙的金电极对结构，基于弱键相互作用制备单分子原理性电子器件，研究其电子输运机制，探索其在后摩尔时代芯片领域的潜在应用。
