微纳光电子材料与器件实验室研究领域涵盖微纳光子学原理、微纳功能材料制备与性能研究、光电子器件的仿真设计及交叉应用等方面。实验室熟练掌握了专业的仿真计算方法，光电材料的生长、改性和测试、器件加工制备技术，构成了较为完备的“理论+技术+应用”体系。对外与中科院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室、天府兴隆湖实验室、电子科技大学和四川大学等机构建立了紧密的合作关系。近年来，实验室在高级别项目立项和论文发表，以及人才培养都取得了丰硕的成果。目前，实验室拥有固定团队成员11名，在读硕士和博士研究生40余名。

研究方向一：微纳光电子材料与器件的理论研究与智能设计

研究内容：面向国家“十四五”信息光子技术重大战略需求，以突破传统光电子器件在效率、集成度与功耗方面的瓶颈为目标，构建从量子尺度到器件层面的多层次创新研究体系。在理论研究层面，结合第一性原理计算、电磁全波仿真与数据驱动算法，系统开展低维半导体能带计算、超构表面光场调控、等离子体共振增强等基础理论研究，建立亚波长尺度下光-物质相互作用理论模型。同时与新型功能材料的可控制备紧密结合，将材料结构参数、外场响应特性纳入理论模型，实现材料性能预测与设计反向指导。在智能设计层面，融合拓扑优化、生成式对抗网络等先进算法，开发多目标协同优化平台，实现新型光电子器件逆向设计与性能预测；进一步引入工艺约束，将跨尺度制造技术中的光刻、刻蚀及薄膜应力参数嵌入网络训练，建立“设计—材料—工艺—性能”闭环模型，形成可扩展、可移植的光电子智能研发范式。

研究方向二：新型功能材料的可控制备与多物理场性能调控

研究内容：本研究以服务新材料领域国家科技战略为核心宗旨，面向新一代信息科技发展与应用需求，主攻新型功能材料可控制备及多物理场调控下的奇异物态研究。在材料制备层面，依托化学气相沉积等前沿技术，重点掌握其制备规律与结构控制关键因素，深入阐明原子尺度生长机制，最终实现高质量、大尺寸、高产率的新型功能材料制备，为后续材料物性研究与功能器件构建筑牢材料基础。

在性能调控层面，利用多物理场方法精确调控材料的晶格结构、化学成分及界面特性，通过施加电场、磁场或温度梯度等外场，揭示材料体系中电学与光学性能的动态耦合效应；同时结合密度泛函理论计算与原位表征技术，系统解析材料性能调控背后的微观物理机制。同步开展涵盖高频量子阻抗、拓扑绝缘体、边缘态等领域的凝聚态物理量子输运研究，并聚焦材料的外场调控能力，实现材料性能的动态精准调控，为新型功能材料在高灵敏度传感器、低能耗存储器件等领域的实际应用提供坚实理论支持与实验依据。

研究方向三：集成化微纳光电子器件加工与跨尺度制造技术

研究内容：本方向紧密围绕“科技自立自强”战略，旨在系统突破集成化微纳光电子器件从新材料、新原理走向实际应用过程中的制造瓶颈。依托实验室在纳米球自组装、SP光刻、纳米压印等特色光刻技术以及ICP/RIE/IBE等先进刻蚀工艺方面形成的平台优势，重点开展三方面研究：一是发展超越传统光学衍射极限的跨尺度智能制造新原理与新工艺，探索基于自组装、离子束调控的三维纳米结构高通量、低成本制造技术，并融合人工智能实现从纳米单元到微米系统的高精度可控加工；二是攻关硅基异质集成与芯片化关键技术，研发CMOS兼容的异质材料集成、低损耗三维堆叠和高密度光电器件等工艺，构建自主可控的微纳工艺链，为高性能光子芯片提供平台基础；三是面向短波红外探测、智能光感知等产业需求，开展基于超掺半导体等新材料的硅基室温短波红外探测器、高灵敏度片上光谱传感器等特色器件的研制与系统集成，推动其在生命健康、环境监测等领域的应用示范，最终形成“基础研究—技术开发—产业应用”的完整闭环。