Các hướng nghiên cứu chính của Phòng thí nghiệm nghiên cứu phát triển và ứng dụng cảm biến nano bao gồm:

1. Công nghệ chế tạo Vật liệu mới

• Vật liệu nano thông minh cấu trúc 0D-3D
• Vật liệu lai giữa ô xít bán dẫn và kim loại quý
• Vật liệu nano với diện tích bề mặt riêng siêu cao
• Vật liệu quan trắc và xử lý ô nhiễm môi trường
• Vật liệu chuyển đổi và tích trữ năng lượng (cho cảm biến không dây)
• Vật liệu gốm tiên tiến

2. Cảm biến hóa học và công nghệ mạch tích hợp

• Cảm biến phát hiện các loại khí độc và dư lượng thuốc bảo vệ thực vật
• Cảm biến hóa học phát hiện định lượng và định tính các kim loại nặng, độc hại ô nhiễm môi trường
• Cảm biến điện hóa và cảm biến quang học
• Cảm biến theo dõi sức khỏe con người
• Linh kiện điện tử và Công nghệ mạch tích hợp

3. Vật liệu nano carbon và ứng dụng

• Vật liêu ống nano carbon (CNTs)
• Vật liệu Graphene
• Vật liệu kim cương nano
• Vật liệu lai (hybrid) giữ oxit kim loại và nano carbon
• Vật liệu polymer dẫn

4. Vật liệu nano oxit kim loại bán dẫn.

• Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano oxit kim loại; oxit bán dẫn ứng dụng cho cảm biến khí, chuyển đổi và tích trữ năng lượng
• Các linh kiện chuyển tiếp p-n và transistor trường trên cơ sở vật liệu dây nano oxit kim loại bán dẫn và ống nano các bon ứng dung cho cảm biến hóa học và cảm biến sinh học
• Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano trong ứng dụng cảm biến thông minh không dây tích hợp trong các thiết bị di động
• Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano trong xúc tác và xử lý ô nhiễm môi trường

5. Mô phỏng lý thuyết vật liệu và linh kiện

• Mô phỏng lý thuyết để tìm hiểu các tính chất của vật liệu nano cấu trúc thấp chiều
• Mô phỏng linh kiện nhằm tối ưu hóa các thiết kế cảm biến và linh kiện điện tử từ đó giảm thiểu các công đoạn chế tạo