我的研究方向專注於發展計算方法來模擬強關聯電子材料 (strongly correlated materials)。此類材料中電子間有很強的庫倫作用力，庫倫作用力讓電子間的電荷(charge)，自旋(spin)，以及軌道(orbital) 產生強烈的耦合，這些耦合可以產生很多有趣的物理現象，例如，銅氧化物及鐵基超導體，重費米子拓樸材料，及二維材料中的電賀密度波。這些材料在未來的科技發展中可能扮演重要的角色。然而到目前為止，我們還沒有有效準確的計算方法來模擬這類材料的物理性質。因此我的研究致力於發展有效準確的理論計算方法以及軟體來模擬這類材料。我的主要研究方向包含:

1. 結合密度泛函(density functional theory)以及多體理論(many-body theory)來準確模擬強關聯材料的性質。密度泛函理論是最有效的方法來模擬材料的性質，然而它忽略了電子間的多體作用力(many-body interaction)，因此無法準確的模擬強關聯材料的物理性質。因此我們需要結合多體物理方法與密度泛函理論來增加其精確度。我所使用以及發展的多體物理方法包含動態平均場論(dynamical mean-field theory)以及使役波色子平均場論(slave-boson mean-field theory)。這些理論與密度泛函結合可以定量的研究甚至預測許多強關聯電子材料中有趣的現象。目前有興趣的問題包括非常規超導體的機制，這類超導中共有的電荷(charge ordering)及向列秩序(nematic ordering)的機制，以及強關聯拓樸材料(correlated topological materials)的產生機制。

此外，隨著同步輻射X光及中子散射技術的進步，我們有不同的實驗技術來量測材料中的基本激發態(elementary excitation)，例如聲子(phonon)，電漿子(plasmon),及磁振子(magnon)。這些基本激發態對於了解材料中的強關聯現象以及實驗觀測結果有很大的幫助。因此我也致力於發展計算方法來模擬強關聯材料的X光光譜以及中子散射光譜。目前有興趣的問題包括鎳及銅氧化物超導體的中子散射光譜以及X光光譜計算。我所使用發展的方法結合了上述的動態平均場論和使役波色子平均場論與嚴格對角化(exact-diagonalization)。

2. 拓展多體物理理論到非平衡系統來研究強關聯材料中的非平衡動態(non-equilibrium dynamics)現象。
隨著光學技術的進步，實驗學家可以使用雷射來激發材料到非平衡態並量測材料中電子性質如何隨著時間演化，甚至短暫的控制材料的超導或磁性性質。因此發展理論方法來模擬材料的非平衡動態現象是近年來重要的問題，特別是強關聯材料。我目前致力在拓展使役波色子平均場論(slave-boson mean-field theory)來處理非平衡問題。未來有興去的問題包括，非平衡操控超導現象以及強關聯材料的非線性光譜計算。