物理学・応用物理学分野
電波望遠鏡用の受信機の開発およびそれらを用いた観測的研究
微細系、低次元系での電子物性とその高度デバイス応用
人工知能・量子物理・エネルギーの融合を特徴とした‘分野横断型’の研究
最先端の第一原理計算と人工知能（AI）を用いた透明型太陽電池の開発、エネルギーの最適化、次世代を担う量子コンピュータのアルゴリズム開発等
量子ドット太陽電池の光電変換効率向上に繋がる物理的基礎解明のための金属酸化物基板と半導体量子ドットの研究
次世代型太陽電池の開発、熱電素子の研究
固体物性の実験、超伝導ナノ構造体を利用したプローブ顕微鏡の開発
レーザー光を使用したナノスケールの立体構造作製技術の開発
光の波としての性質（振幅・位相・偏光状態）の空間分布に関する新現象の観測・創出・応用
金属間化合物を中心とした新しい超伝導物質の開発
電気・電子工学分野
次世代シリコン集積システムとダイヤモンド半導体の研究
微細構造を用いた光・電子の制御と、そのデバイス応用に向けた研究
新規ナノ光材料の創出、およびその構造や発光メカニズムの解明
単一磁束量子ダイナミクスを利用する超伝導回路に関する研究
金ナノ粒子集合体を用いた単一電子デバイスおよび物理リザバーに関する研究
半導体量子ドットによる発光素子・太陽電池の高性能化
光技術を核として、画像処理技術、情報・IT技術などを融合した新しい計測システムや情報処理システムに関する研究開発
スマート社会に向けた次世代ICTデバイスの開発
軽量・薄膜・フレキシブルな高効率多接合太陽電池の研究
走査型トンネル顕微鏡システムの開発
機械工学分野
発電プラントの安全性向上、次世代CPUの冷却手法の確立を目指した「気液二相流」のメカニズム解明
MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を利用したセンサ・デバイスの研究開発、特に、シリコン製赤外線センサ、小型分光素子、小型化学量センサ、メタマテリアルセンサ等の研究
ソフトマテリアルによるアクチュエータ、センサ、ポンプなどの要素とそれらを用いたロボットの研究開発
化学・応用化学分野
放射光を用いた燃料電池電極触媒とヒドリド機能材料の開発と先端計測および次世代燃料電池車（トラック、バス、商用車など）の実用化
メスバウアー分光を中心としたX線回折・磁化測定・元素分析などによる材料化学・物質科学の研究
少ない投与量で持続的な薬効を示す新たな薬剤形態(モダリティー)としての 「分子標的薬を志向した人工中分子」の創成、特に「中分子共有結合薬(bioTCI)」の取得
生物学分野
体内時計研究と発光システムの診断利用
医用・生体工学分野
「神経血管連関（Neurovascular coupling）」研究による脳の病気の予防、および「脳活計」（ウエアラブル生体モニタリング）の開発
