1．深紫外激光原位時間分辨隧道電子譜儀的研制。該譜儀將實現對納米系統電子激發態和動力學過程的時間和空間上的探測，分析，和量子調控。期望能由此催生與激發態相關的物理和化學過程等前沿科學問題的研究以及相應學科的發展。
2．表面自旋單量子態的測控。研究表面納米結構及單分子中自旋單量子態的測量，控制，相互作用，及局域環境的調制。期望能利用表面自旋單量子態構築量子比特。
3．納米孔中DNA分子動力學研究及測序。研究單個DNA分子在納米孔中的運動規律，實現對DNA分子在納米孔中運動的精準控制。期望能實現單個DNA分子堿基對序列的無損測定。