研究表界面上电子相互作用和激发，特别是分子和电子层次上的动力学特性，用以解决能源和电子器件应用中的量子过程、微观机理和材料设计的若干关键问题。包括：1）发展基于第一性原理的量子力学和量子动力学计算方法，特别是表面激发的动力学模拟方法；2）原子尺度上能源转化界面的结构和机理,尤其是界面结构、振动、激发态量子动力学等；3）表面浸润的微观机制、表面水光催化分解的原子机制和量子调控。4）表面新奇电子结构和新材料设计。

    科学意义：能源问题是当前人类最大的挑战。能源研究需要了解微观机理，且必须从概念上进行突破，发明创造不同既往的新方法。能源转化和存储的过程常常发生在表面界面处或受限的纳米空间，本质上是纳米尺度上发生的外场激发、原子成键、电荷转移等物理化学过程。但其微观机制，特别是原子层次上的光吸收，电子激发，原子结构变化，原子振动和热传导过程，以及这些光-声-电的耦合作用及其量子行为，人们所知甚少。因此需要探索界面的原子尺度结构及其电子激发、热激发等动力学行为，揭示微观规律，从而发展人工操纵新办法。

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