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晶硅等半导体纳米材料生长制备及其热力学性质计算的虚拟过程工程模拟与介尺度机理研究,新型硅基太阳能电池和纳微系统的多尺度计算与设计,固相功能材料的分子动力学模拟与算法设计等。现已发表论文近20篇, 发明专利1项,合作撰写专著2本(其中一章),翻译著作1本(其中一章)。主持国家自然科学基金2项,国家科研装备研制项目1项,作为负责人和主要参加人主持与参与国家重点研发计划、自然科学基金、中科院知识创新工程和企业项目等多项。