方向一：三维原子重构方法及先进电子显微技术与材料应用

合作导师：田学增

方向背景介绍：随着球差矫正器的普及和新型成像探测器和算法的发展，新型成像方法的创新成为电子显微学的前沿。本研究以三维原子重构技术为基础，结合深度学习与4D-STEM，发展具有高分辨率、多维度的新型显微技术，并以此为基础针对低维量子材料、功能氧化物以及非晶态物质等重大物理问题进行研究。

方向二：光电化学与电化学储能器件

合作导师：王文龙

方向背景介绍：光电催化分解水、CO2还原与固氮研究，纳米等离激元热电子动力学及其在光电催化中的应用，固态电解质与电化学储能器件。

方向三：原位电镜方法及原子尺度结构-物性调控；二维材料及功能薄膜材料的制备与性质

合作导师：白雪冬

方向背景介绍：原位电镜方法是在电镜中施加光、电、力、温度等外场条件下，原位测量和调控材料的结构与物性，探索新性质和新物态。本研究针对物质科学重要前沿问题，在原子尺度表征和调控材料的结构及物性，揭示新物性微观机理，发现新奇量子现象，以及演示原型器件工作原理等。

方向四：氧化物离子调控及新奇物性探索

合作导师：鲁年鹏

方向背景介绍：相比于传统采用的化学掺杂、应力/压强及静电调控方法，离子调控可以实现很大能量尺度的调控，是一个新的且非常有效的调控手段。以关联过渡金属氧化物为研究模型体系，利用此调控方法可以得到新颖物相、新奇物性，及与信息存储和能源转换相关的功能特性。此研究方向具有多学科交叉的特点，有望衍生出新的物理、新的材料和功能特性，及新型的实用器件。

方向五：扫描探针动态测控技术研究

合作导师：陆兴华

方向背景介绍：在原子尺度上探测表面单分子动态变化，操纵分子空间位置和局域环境，调控微观物理特性，对于探索微观尺度基本规律、发展新型应用都具有非常重要的意义。此研究基于扫描探针技术发展对表面微观动态过程进行探测和控制的新实验方法。主要包括三个方面：表面激发态超快动力学探测；表面单自旋量子态探测与控制研究；表面原子智造技术研究。

方向六：量子材料的超快光谱学研究

合作导师：赵继民

方向背景介绍：研究超导体、强关联体系、拓扑量子态等固体的超快光谱和超快动力学，为光与凝聚态物质相互作用的前沿方向之一，包括：（1）激发态准粒子的超快动力学；（2）玻色型低能元激发的相干态；（3）超快激光调控量子态；（4）SSPM及SHG等非线性光谱；（5）时间分辨的THz超快光谱学；（6）低温强磁场条件下的相变研究。

方向七：低维量子材料薄膜的MBE生长及其元激发的研究

合作导师：郭建东/朱学涛

方向背景介绍：利用MBE生长包括新型拓扑材料、界面超导、强关联氧化物等低维量子材料薄膜，结合原位STM表征，使用国际首创的能量-动量二维高分辨率电子能量损失谱仪和磁性氦原子散射谱仪研究其中元激发的特性与相互作用。

方向八：基于含时密度泛函的激发态动力学

合作导师：孟胜

方向背景介绍：通过含时密度泛函理论方法，探索物质的激发态动力学过程。点击链接http://tdap.sslab.org.cn 了解更多 TDAP 软件包内容。

方向九：人工智能金属体系分子动力学模拟

合作导师：孟胜/刘淼

方向背景介绍：通过人工智能和大数据技术，发展新型材料模拟方法，并用于金属/合金体系。

方向十：高通量计算以及数据库开发

合作导师：刘淼

方向背景介绍：高通量计算软件、高性能计算、数据库及前后端的构建，已经通过数据方法的材料科学研究。Atomly 材料科学数据库地址：

https://atomly.net

SF1 http://sf1.iphy.ac.cn/

SF3 http://edu.iphy.ac.cn/moreintro.php?id=1812

SF5 http://sf5.iphy.ac.cn/

SF6 http://sf06.iphy.ac.cn/

SF9 http://surface.iphy.ac.cn/sf09/

SF10 http://everest.iphy.ac.cn/