（1）低维半导体材料的生长及表征、光电特性预测、原理器件验证，主要包括：量子点材料、高迁移率纳米线材料、钙钛矿太阳能电池材料、新型Sb化物光电材料等。

（2）红外及THz量子级联材料与器件，包括：中远红外及THz量子级联激光材料与器件、中远红外量子级联探测材料与器件、量子点级联材料与器件。

（3）光子集成材料和器件，研究InP基功能集成芯片材料生长技术、加工工艺和集成器件及其器件应用，包括：全光信息处理用光逻辑、光开关等光电子集成器件、电吸收调制的DFB激光器、宽带波长可调谐激光器，接入网的ROF 器件, 新型光电子微波源、以及瓦斯气体检测激光器等；研究GaAs基高性能1.3mm量子点激光器，Si基III-V族高迁移率材料和激光材料。

（4）宽禁带半导体材料与器件：宽带隙半导体材料制备、光电性质及其在高频大功率电子器件、电力电子器件方面的应用；新型宽禁带半导体材料生长设备研制和材料表征技术、三族氮化物全光谱太阳电池材料。

（5）单晶衬底及特殊环境半导体材料：大尺寸低位错VGF-InP单晶生长技术、LEC-GaSb和InAs单晶生长技术、材料缺陷控制及衬底制备技术；空间微重力环境下半导体材料；自旋电子学材料，h-BN二维原子晶体材料及其光电探测器等。