原子解析电子能谱显微术之开发，及基于材料结构与物理特性分析之应用。

发展频析及时析光谱技术，以研究各种材料之静态特性及超快动态行为，促进研发具独特功能之电子及光电材料与元件。

材料表面与界面的物理与化学现象，表面分子吸附，奈米或原子尺度下结构与性质的关联。近期着重一、二维晶体与超薄膜的表面现象与电荷密度波，与射频反射显微镜技术之开发应用。

研究奈米尺度的光、电、热、与机械现象并发展其应用潜力。

以碳与氮元素为基本物质，制作低维度奈米尺度之半导体晶体与薄膜，以开发其特殊之光电性能。并发展新颖尖端单晶材料、配合前瞻材料凝态物理研究。

设计及IV-IV族半导体、分子束磊晶 (硅，锗，锡等元素)。研究着重于：(a) 奈米结构的光电物理 (低温及高磁场下之测量)，及(b) 发展下世代以硅为基材的光电器件，如硅基材红外器件，锗为基础的晶体管等。

共轭性有机分子、碳六十衍生物及高分子材料的结构设计、化学合成及其在有机光电元件上的应用。

以理论与计算方法研究各种材料的物化性质，并发展分子理论以提供非线性光学材料的研究。

以光学聚焦浮区炉、化学气相传输法、超高压高温合成等技术，并搭配X光绕射结构解析以及材料磁性、比热等物性鉴定，提供国内外研究单位具影响力与突破性的新材料与高品质单晶。

利用超高压固态化学合成先端新颖材料，并利用高压量测与单晶绕射技术，系统性进行晶体结构对称性元素分析，研究温度与压力相变化机制，并以结构观点说明材料之特异物性。