本研究所通过理论与实验相结合，采用第一性原理和量子化学方法，结合二维材料生长和表征等实验手段，研究团簇体系和低维纳米材料的结构和物理化学性质，并使用团簇和低维纳米结构作为模型体系，研究能源、环境和光电器件相关材料的物理、化学性质，在原子层次上理解微观结构与宏观性质的关系，开展新型二维材料和相关器件的应用基础研究，为新型低维材料体系制备和相关器件设计提供理论和实验指导。研究涉及凝聚态物理、计算物理、材料物理、物理化学等多学科交叉。目前的研究重点在于单原子催化反应体系（例如氮气还原）的团簇和表面模型理论研究、太阳能电池和光电器件相关材料的理论研究、新型二维半导体材料的制备和相关器件研究等。
