我们组的研究方向主要是超快动力学，以及通过操控光子与电子这两种在我们日常生活中可触及的基本粒子，来发展具有原子运动尺度时空分辨能力的超快电子显微技术与装置。

超快动力学（ultrafast dynamics）：物质材料的状态发生变化时，宏观上表现为物质的光学、热学、电学及形貌等性质的改变，微观上是由于构成物质的电子和原子实发生了运动状态的变化，对凝聚态物质而言主要是电子能态跃迁、声子激发、晶格扭曲及原子重排等过程以及它们之间的相互作用。微观状态改变的过程从发生到新平衡态的建立，以及期间所涉及的运动与机制被定义为动力学，是物质的本质属性并影响我们对物质的应用。这些动力学过程发生的时间尺度大多在飞秒（10^-15秒）到皮秒（10^-12秒）的范围，与原子分子的自然振荡周期可比，超出了常规电子设备的时间分辨能力而被称为超快动力学。

观测研究超快动力学过程的手段主要依赖飞秒脉冲激光所带来的时间分辨能力。飞秒激光的超短脉冲宽度提供了成像时间窗口（相当于相机的快门）和定时功能（用激光脉冲扰动待观测系统以启动动力学过程，相当于相机的开关或触发器）。根据观测对象的不同，探针可以选择激光脉冲、电子脉冲或X射线脉冲（X射线脉冲的时间窗口可以独立于飞秒激光）等。 

我们使用电子与激光作为超快探针。我们自主研发基于飞秒电子脉冲的超快电子显微技术与装置，包括超快电子衍射与超快电子显微镜，并应用这些技术平台结合瞬态光谱技术，从电子与原子两个自由度来观测新颖光转换材料中载流子的激发与复合、声子的演化及其与激发载流子的相互作用、相变等丰富多样的超快过程。