本研究方向主要围绕同步辐射、自由电子激光等大科学装置，研发针对新材料微观电子结构状态的前沿实验方法和先进仪器设备。 

　　依托于微系统所承担的基金委重大仪器研制专项所建成的“基于上海同步辐射光源的能源环境新材料原位电子结构综合研究平台（SiP？ME2）”，我们开展了包括X射线吸收谱（XAS）、近常压X射线光电子能谱（APXPS）、以及具有空间、自旋分辨能力的角分辨光电子能谱（NanoARPES & SpinARPES）实验，对新型量子材料中的电子结构进行高精度、多维度地直接观测，实现新型功能信息材料的定制研发。在此基础上，本研究方向还利用自由电子激光超高亮度、超短脉宽的优势，探索量子新材料中的自旋、轨道以及晶格的超快动态过程，进而助力超快量子器件的发展。