1、高压对材料结构、性质的影响与高压相变

发展高压下原位结构和光、电、磁等物理性质多种原位微区测量方法和技术，建立高压下的理论研究体系，注重理论与实验紧密结合，探索高压条件下体材料和纳米材料的结构、性质及相变规律，为制备超硬和多功能的高压相材料提供实验与理论依据，同时注重发现新现象、总结新规律、创建新理论。开展高压技术在其它学科中的应用与交叉研究。

2、超硬多功能薄膜以及新型低维材料

研究以金刚石膜为代表的超硬多功能薄膜材料的关键制备技术与物理性质，突破制约其发展的核心问题，开展其作为第三代半导体材料的新特性、新器件的研究，开发与推广超硬薄膜材料在高速、高精、高效切削工具方向的应用。研究多种新型低维多功能材料的制备及其在光电等多领域的优良特性和应用。

3、高温高压下合成超硬与新型功能材料

研究在高温高压下合成超硬材料的物理问题和关键技术：包括超硬复合材料关键物理问题-表面与界面问题；大尺寸超硬材料单晶样品生长的材料物理问题，提高超硬材料的品质；探索利用高温高压等条件制备新型功能超硬材料及常压下难以制备的新材料，推动我国向超硬材料强国迈进。