研究领域为凝聚态物理和物理化学，主要从事表面科学和扫描探针显微学的研究。长期致力于尖端扫描探针显微术的自主研发，以实现电子态、核量子态、振动态、光子态、自旋态等多自由度的极限探测和操控，以及这些技术在单分子和低维材料研究方向的应用。

当前研究课题包括：

1. 低维水/冰的复杂形态和物性。

2. 非平衡态下的新物态和效应。

3. 纳米尺度量子传感和显微成像。

4. 轻元素体系的核量子效应。