长期从事凝聚态理论和冷原子气体理论研究，包括超导、超流、超冷原子气体及光晶格中的量子多体效应等前沿课题。聚焦于高温超导的赝能隙和相关现象，发展了配对涨落理论并成功地用于多项重要的高温超导实验现象的定量和半定量解释；利用配对涨落理论，研究了超冷原子费米气体中的配对和超流现象以及相关的强关联和量子多体效应，并首次把赝能隙概念引入费米冷原子超流体系，在BCS-BEC渡越、费米气体的热力学相变、冷原子射频谱、末态效应、粒子数失配效应、掺杂效应、Lieb晶格、偶极原子气体、费米-费米混合气体、混合维度和晶格-连续混合体系中的配对和超流理论、FFLO奇异超流态理论以及低维BKT相变理论等方面取得了一系列重要成果，成功地解释了众多实验结果，并发现和预言了一系列新奇的量子现象。在Science、Nature杂志和Reviews of Modern Physics、Physics Reports (应邀著有费米冷原子气体领域第一篇综述)、Reports on Progress in Physics、Physical Review Letters等主要物理刊物上发表SCI文章约百篇，SCI总引用3300余次，H-index = 31 （Google scholar 引用 4700余次， H-index = 36）。

现阶段，本课题组的研究横跨凝聚态理论和冷原子物理两个领域，主要集中在如下两个方面：

1. 强关联电子系统，包括高温超导理论，尤其是与赝能隙相关的各种物理现象的理论研究。具体研究对象包括铜氧化物、铁基超导、镍基超导、基于转角石墨烯的强关联体系、表面和界面超导等系统，关注赝能隙、奇异金属性、配对密度波、光致超导现象等。

2. 基于冷原子体系的量子模拟研究，包括势阱和光晶格中的超冷原子超流与配对现象，包括简单四方和立方晶格，Lieb晶格，Kagome晶格，不同的粒子数失配度和填充度。尤其重点关注的是费米哈伯德模型的低温量子相图研究，以揭示高温超导的机理。除了对已知的凝聚态难题进行量子模拟研究，我们利用冷原子体系具有多个实验可调参数的优点，进行量子工程设计，构建未知的新奇量子体系，以期寻找新的量子物理。