课题组的主要致力于超快光谱和单分子光谱的研究，曾发展和建立了多种单分子光谱学新方法，并成功应用于多种不同体系的光物理机制研究，包括重要小分子、共轭聚合物、天然光合作用组织以及新型光伏材料等。实验室当前具体开展的方向为：

(1) 单分子光谱技术发展; (2) 单分子光物理机制与分子内能量传递过程研究;

(3) 新型光电材料光物理机制研究; (4) 单分子器件开发.

单分子荧光技术最大的缺陷在于它只能检测到发射荧光的物质，而自然界中更多的是弱荧光或无荧光物质，为了实现这类物质的检测，单分子光热技术应运而生。特别地，我们课题组将荧光、光热和散射三个通道结合到一起，实现了三者的同时检测，这有利于更加深入且广泛地理解光和物质的相互作用。

量子点独特的零维量子限域作用、尺寸依赖性和表面效应，表现出光谱覆盖面积广、量子产率高等优异的光学性质。本课题组主要聚焦于新型单颗粒量子点新性质的发现及光物理机制研究，并开发高灵敏单量子点器件。

钙钛矿、碳材料、量子点等新型光电材料在光伏和发光器件中展现了优异的性能和良好的前景，为了进一步认识这些材料在光激发和电场作用下的光物理机制，本课题利用光谱学手段表征材料中载流子输运行为、离子迁移过程以及材料和光、电、外界环境的相互作用，为新型光电材料的性能提升和应用发展提供有效的策略。

单个分子对周围环境异常敏感，如电场、温度、压力甚至是化学基团的扰动均能引起分子谱线、寿命发生改变。因此，依据单分子的敏感特性，利用单分子作为探针，开发低温与室温条件下的微弱振动信号纳米检测器件，同时实现微弱振动信号的高灵敏度与高空间分辨的定位检测。