我们课题组结合材料合成手段和器件性能测试，搭建和运用各种激光光谱技术研究功能分子、材料和光电、光催化器件里的体相和界面的超快动力学过程，包括激发态的空间结构和电子结构性质，电荷和能量的迁移等跟太阳能转化、光电探测和材料发光应用紧密相连的过程。

近年来，基于低维纳米材料（包括0维、1维、2维材料以及异质结）和各种新型功能材料（有机、无机、杂化）的各种光电转换器件（太阳能电池，光电探测器，发光二极管，纳米激光器）和光催化器件（水分解，二氧化碳还原，有机光催化反应）被广泛报道。一个完整的光电转化过程包含很多步骤，这些步骤共同作用决定了最终器件的性能和效率。其中，作为其中最关键的一步，材料或分子的激发态的性质和动力学过程是连接各种新型功能材料和光电、光催化器件之间的桥梁，是促进两者有效转化的催化剂。

如上图所示，对于吸收光或电流后的材料或分子，一方面，处于激发态的电子和空穴可以发生辐射复合，体相迁移和界面电荷分离，能量转移的过程，这些过程是发光应用或者太阳能转化的基础，另一方面，处于激发态的电子空穴也可能发生缺陷捕获，俄歇复合，电荷界面复合这些能量损失耗散过程。我们将通过各种稳态和时间分辨的吸收，反射，荧光，非线性光谱，光电子能谱等前沿的物理化学技术手段观测、理解这些性质和过程，结合材料制备和器件测试，有效的在纳米尺度上通过合成、组装等各种手段对这些过程进行调控、优化，最终推动功能材料的设计和器件性能的提高。

研究方向包括但不限于

1. 低维纳米材料（包括0维、1维、2维材料以及异质结）和纳米光电转化、光催化器件的材料制备、基本表征和超快光谱动力学研究，包括激发态载流子的衰减与损失，电荷传输和复合，界面电荷转移与收集，能量转移和迁移。

2. 利用光谱性质手段设计新型功能材料和分子，发展新型的能源转化、发光的机理和器件。

3. 发展超快、多维光谱、光电子能谱技术，超分辨技术和测量方法。

相比于国内在功能材料的生长和器件制备上取得的进展，这个领域属于我国落后于国外较多而又急缺的方向。因为学科交叉的原因，我们会和化学系的物化理论计算组，材料合成组，器件组以及浙大和国内外院校、研究所高分子系、材料系、光电系、工程系的课题组开展丰富的合作，探索和解决相关领域的前沿问题。