主要研究内容包括载能离子设备、载能离子与固体相互作用物理机制、纳米材料及器件中的辐射效应及应用:

1. 基于核技术的先进探测与量子传感技术
   

2. 载能离子加工二维材料、纳米材料技术及应用

   通过研制超低能离子注入系统，成功实现了二维材料、纳米材料的元素注入掺杂，并利用掺杂后的石墨烯等二维材料制备了高灵敏度探测器等纳米器件；利用载能离子束技术，实现了亚纳米孔石墨烯的制备，并成功应用在离子分子、纳米电池等领域。
   

3. 先进算法在材料辐照损伤效应中的应用

   自主开发MD、KMC、OKMC等计算机模拟代码，用来研究离子与固体相互作用的物理机制，以及材料结构和性质在辐照条件下的变化规律。在国际上第一个开发出能够用来模拟材料辐照损伤的深度学习势能，该技术解决了一些新材料作用势缺失或者精度低等关键问题，对新型材料辐照损伤的分子动力学模拟具有重要意义；另外，利用深度学习方法解决了本领域的一些难题，包括成功预测了离子能损、材料非晶化指数（SiC）随辐照参数变化等。
   

4. 核能环境中金属材料力学性能退化规律研究

   金属材料力学性能在辐照下的退化规律事先进核能结构材料严重中最关注的科学问题之一，但由于实验条件的限制，目前多数相关研究仅仅关注材料微观结构的变化，而力学性能退化规律还缺少研究。我们通过开发先的算法模型以及建立新的实验测试装置，从实验和理论上研究金属材料力学性能退化规律，目前研究的材料包括高熵合金及MAX金属陶瓷材料。