1. 拓扑量子物理：探索强磁场下的拓扑量子物态，通过朗道量子化重构电子结构，实现轨道序与自旋序的有效调控，探索由朗道能带构建的新型拓扑物质和量子响应。

代表性工作：发现一维外尔费米子、发现三维范霍夫奇点

2. 强磁场红外光谱装置研发：发展强磁场红外光谱技术，解决强磁场下红外测量灵敏度低、波段覆盖不足等关键问题，实现极强磁场下红外光谱的精密测量。

代表性工作：成功研发高精度、全波段、偏振分辨的强磁场红外装置

3. 拓扑红外器件：基于拓扑量子物理的基础研究结果，探索新型红外响应机制，探索面向红外功能器件的新原理。

代表性工作：基于“粒子-空穴对称性破缺”实现极强且红外宽谱的光学手性分辨

4. 交叉科学研究：基于装置研发结果，利用显微红外技术、强磁场技术等开展医学、信息、材料等学科交叉研究。

代表性工作：基于单根人类头发的红外光谱预测STILL罕见病