1. 新型薄膜材料及其在消费类电子学器件和光电子学器件应用；
研究方向一：氧化物沟道薄膜晶体管
薄膜晶体管是一类利用纵向电场控制横向电流的三端器件，可作为开关元件用于驱动显示像素和构筑逻辑电路，也可作为传感单元用于光电/生物分子/气体分子的探测。氧化物半导体为沟道的TFT具有较高的场效应迁移率、较小的亚阈值摆幅、较大的开关比、较好的透明性、可低温制备以及与硅基工艺基本兼容等诸多优点，满足未来显示技术的发展要求，在显示技术的各类应用领域中展现出逐年上升的市场竞争力。
研究方向二：氧化物薄膜PN结
新型氧化物薄膜PN结构筑，面向太阳能电池和光电传感应用。
2. 光学薄膜和器(组)件，包括/能量转化/节能/环保/环境健康；
研究方向一：金属陶瓷基的太阳光谱选择性吸收涂层（光热涂层）
金属陶瓷基的太阳光谱选择性吸收涂层（光热涂层），其依耐纳米金属粒子的本征吸收、散射、局域表面等离子体共振吸收及层间干涉消光来实现太阳光的完美消纳，进而完成光到热的能量转化。课题组利用双金属/陶瓷复合的设计思路，借助高温下金属偏析及其自钝化等动力学行为，实现金属陶瓷光热涂层光学特性和其高温稳定性的协同强化，获得熔盐工质高温集热管用光热涂层。
研究方向二：电致变色器件的应用
电致变色(Electrochromic, EC)是指由于外加电场的极性和强度的变化而引起变色材料可逆的氧化/还原反应，从而导致其外观颜色可逆改变的现象。一个标准的电致变色器件有五层功能层叠加而成，分别为透明导电层、电致变色层、离子传导层、离子存储层(也可以是与前一种电致变色层的极性相反的电致变色层)和另一透明导电层。电致变色材料具有双稳态(着色/褪色稳态)的性能，用电致变色材料做成的电致变色显示器件不仅不需要背光灯，而且显示静态图像后，只要显示内容不变化，就不会耗电，所以是一种节能器件。目前，电致变色技术在电致变色智能窗(smart windows)、汽车防眩目后视镜(anti-dazzling mirrors)、仪表和信息显示、传感器、电子纸、光调制器和光闸、护目镜等领域具有广阔的应用前景。
典型电致变色器件工作原理图
电致变色器件主要应用领域
3. 人工智构超材料薄膜及应用。
研究方向一：人工智构超材料薄膜及应用
超材料SEM照片、示意图和仿真图
超材料指的是一些具有人工设计结构且呈现自然界材料所不具备的超常物理性质的复合材料。其中，一维纳米线阵列/陶瓷复合材料是一类重要的亚波长尺度光操纵超材料，光场内纳米线间强电磁耦合作用是其微纳尺度光操纵的关键所在。为突破模板法的限制，课题组利用载能离子轰击操控薄膜生长表面再构和纳米线自组织生长，实现纳米线阵列/陶瓷复合超材料的大面积可控制备及与相关部件的集成，同时基于有限元的电磁模拟设计，构筑新型的纳米光子学材料和结构，积极拓展其在亚波长成像、光通讯及无源散热等领域的应用。