此方向以材料的结构性能、化学合成与现代光电子技术相互渗透，材料的合成制备—结构性能—器件应用三位一体，开展以应用为背景的光电功能材料及器件基础研究，同时致力于产业化推广。主要研究方向包括：

1. 碳纳米管、石墨烯的可控制备和形成机理研究
2. 锂离子电池、超级电容器电极材料的结构设计和性能研究
3. 光电显示材料与器件
4. 清洁能源材料与器件
5. 材料理论计算与设计
6. 红外材料与器件