能源短缺是全社会共同关注的问题，通过化学水分解模拟自然界的光合作用，能够将自然界储量丰富的太阳能与水转换成清洁的新型能源。利用计算机模拟，筛选出具有高效催化活性和高选择性的催化剂，通过水热、原子层沉积(ALD)等方法制备、设计纳米结构氧化物半导体、金刚石等功能材料，研究提高光阳极的光电化学水分解性能及在催化领域的应用。在电子信息领域，具有某种特定功能半导体材料的发展通常是引发技术创新的先导，通过模拟与实验的手段，研究新型半导体材料的电子、磁学性质，揭示物质微观电子结构与宏观性能内在联系，设计发展新型、高效的探测材料，为新型电子、光电子器件的发展提供基础研究。