研究方向
有色金属结构材料
轻质结构材料强韧化机理。采用第一原理和修正的嵌入原子势方法研究铝合金、镁合金等塑性变形中的位错运动、金属间化合物析出行为及其脆性机制、GP区形成机制等。
铝合金的位错钉轧、脆性机制及GP区原子结构演变
结构材料加工工艺优化与模具设计。采用有限元方法模拟铝、铜、镁、钛等合金材料的轧制、挤压、切削等加工过程，预测分析型材或工件的变形行为、力学性能和组织结构等。
挤压加工数值模拟、轧管面织构组织模拟和铸坯应力分析
颗粒增强复合材料。围绕“增强体（碳化硅、石墨烯等）-铝基体”界面润湿性等关键问题开展理论结构设计，结合唯象理论探索增强体体积分数、形态等与力学性能的定量关系表征。
多层石墨烯增强铝基复合材料的力学性能与界面改性
清洁能源材料研究方向
锂电池用固态电解质。计算研究卤化物固态电解质（Li3MX6）的结构稳定性、电化学窗口、锂离子电导率等关键问题，探讨锂离子的传输机制与调节因素，建立固态电解质构效关系。
卤化物固态电解质材料的锂离子扩散与电化学窗口
薄膜太阳能电池光吸收层材料。面向铜锌锡硫和有机-无机杂化钙钛矿材料研发，通过计算研究和高通量筛选，提出组分设计、缺陷和异质界面调控等手段用于提高光电转换效率和材料稳定性。
有机-无机杂化钙钛矿（MAPbI3）的异质界面与高通量材料筛选
稀土氧化物
主要围绕铈氧化物在在燃料电池、汽车尾气催化剂、电子记忆储存器件中的应用，计算研究与材料催化、导电等性能密切相关的微观结构、电子特性、本征缺陷和动力学行为，进行极化子调控、双掺杂等理论改性。
氧化铈的极化子迁移与双掺杂
功能器件
主要开展基于数值模拟的热管理、微纳传感等功能器件的结构设计与加工工艺优化，以及基于第一原理计算的功能器件关键材料应用基础研究。