量子科学的新发展有望为物理、化学、生物与材料科学等基础科学领域带来颠覆性突破，从而为解决若干人类社会面临的重大前沿科学技术问题提供超越经典极限的途径，而新型量子功能材料是量子科学新理论、新效应、新器件和应用的载体。因应这一趋势，本实验室以在单相材料中实现多重量子序参量间的耦合为导向，尤其聚焦于利用原子层间嵌入技术合成的复合多参量层状氧化物新材料体系，研制新型量子功能材料，比如室温以上磁电耦合材料、高温铁磁绝缘体材料及其与其它功能材料的复合。通过多种物理和化学手段来合成和制备这些材料的单晶、单晶薄膜、异质结、陶瓷、纳米等不同形态。通过不同表征、测量方法研究不同材料形态下物理化学性质与结构的精妙关系，进而发展在不同领域的应用及相关器件。这一方向承担了科技部国家重大研究计划和重点研发计划、中科院重大科技基础设施开放研究项目和前沿科学重大突破择优支持项目、国家自然科学基金项目等，总经费约7000万元。