本学科方向研究凝聚态物理理论及其与材料物理、原子分子物理、量子信息、量子光学、宇宙学等学科交叉的基础理论和计算机数值模拟。主要利用量子力学、介观物理理论，结合大规模数值模拟计算技术，围绕低维材料性质计算，磁性理论，冷原子物理，统计物理与量子光学，固态量子信息，原子分子动力学，核材料的辐照效应模拟等具体研究方向，开展广泛和深入的探索研究。

主要研究内容包括：（1）低维材料性质计算：富勒烯、石墨烯、硅烯及其复合结构材料的性质计算研究；新型核反应堆用核材料在辐照条件下的辐照效应计算模拟研究；磁电子学与自旋电子学材料、器件的数值模拟研究。（2）原子分子动力学：强场激光与分子介质的相互作用以及分子的X射线动力学和光谱性质研究；小分子自由基和卤代卡宾电子态性质与反应动力学过程的计算研究。（3）冷原子物理和量子信息：将二者结合起来，研究旋量玻色-爱因斯坦凝聚的基态动力学和量子纠缠，利用反铁磁旋量BEC制备双模最大纠缠态方案；采用由量子点耦合所构成的各种不同阵列作为量子通道，研究量子态的绝热传输以及其中涉及到的一系列基本物理问题。（4）量子光学与量子态操控：采用光与物质相互作用的半经典理论，利用密度矩阵方法研究原子系统的光前驱波和量子态相干调控的物理机制；。

近年来，承担国家自然科学基金面上基金1项，青年基金4项、理论物理专款合作研修项目1项，理论物理专款博士科研启动基金4项，各类省市科研项目7项，在Nature Photonics，Nature Communication，Phys Rev. Lett.，Laser Phys. Lett.，Nanoscale，Sci Rep., Phys. Rev. A,Optics Letter等国内外期刊上发表SCI论文50余篇（其中一区4篇，二区9篇），论文他引160余次。学科带头人徐岩教授曾在加拿大马尼托巴大学、德国德累斯顿工业大学，新加坡国立大学长期工作或研究访问，与国内外多个研究组有良好的交流合作关系。