1、分子碰撞态-态量子动力学。以量子力学为基础，在全量子态分辨层次研究分子单次碰撞过程。精准追踪反应物从确定振转态，经碰撞导致的非弹性散射或化学反应，生成特定量子态产物的演化规律。获取态-态散射截面、角分布等微观信息，揭示基元反应中量子干涉、共振等效应，理解化学反应本质的核心微观机制。

2、分子振动-转动红外光谱。以量子力学为核心工具，围绕分子振转能级结构与光谱响应规律展开研究。通过构建精确分子势能面，求解其薛定谔方程，获得振动-转动能级等微观信息，进而指认谱线位置与振转模式归属。为气相动力学、星际分子探测、环境痕量气体分析等提供精确的光谱标识与微观机理支撑。

3、气-固表界面分子散射动力学。以量子或经典动力学结合势能面为核心，研究气相分子在固体表面的碰撞、吸附、解离与散射行为。通过构建精确气-固相互作用势能面，模拟分子平动、振动、转动能量在界面的传递与弛豫过程，揭示直接散射、前驱态吸附、热脱附及反应解离的微观机制。重点探究分子的散射角分布、能量传递与产物态布居等动力学行为。该理论为催化反应机理、材料表面改性、气相沉积与大气非均相过程提供精确的微观动力学依据与预测支撑。