Фундаментальные исследования полупроводников, диэлектриков, пространственных и низкоразмерных структур на их основе, фазовых превращений в сильно коррелированных системах, развитие методов оптической спектроскопии и сканирующей зондовой микроскопии.

Исследование новых фундаментальных оптических явлений в нанокристаллических диэлектриках с примесными ионами. Исследование зонной структуры и оптических свойств фотонных кристаллов и метаматериалов. Исследование оптических эффектов и процессов переноса энергии и заряда в полупроводниковых квантовых проволоках и многослойных низкоразмерных структурах с квантовыми точками. Разработка научных основ технологии создания наноразмерных эпитаксиальных ферромагнитных пленок для применений в оксидной спинтронике. Исследование методами зондовой микроскопии полупроводниковых A3B5 нанопроводов и лазерных структур, а также электронных свойств 2D-материалов (графен, дихалькогениды переходных металлов). Разработка алгоритмов комплексного зондирования процессов коллапса электронного спектра при сверхбыстрых фазовых превращениях в сильнокоррелированных наносистемах.