超硬材料是典型的高壓相材料，在國家多個行業的產業鏈中起到關鍵作用，決定國家的工業水平，被發達國家稱為“戰略物資”。高壓科學是超硬材料發展的科學基礎和重要前沿。高壓下出現的異於常態物質結構和性質的高壓相是探索新材料的源泉。高壓研究是獲得現代國防關鍵數據的重要途徑。實驗室將圍繞超硬多功能材料、常壓下難以制備的新材料以及高壓科學開展研究。主要方向：(1)超硬與新型功能材料的高溫高壓合成。研究在高溫高壓下合成超硬材料的物理問題和關鍵技術，提高超硬材料品質，探索利用高溫高壓等條件制備新型功能材料及常壓下難以制備的新材料，推動研究成果產業化。(2)超硬多功能薄膜材料。研究超硬多功能薄膜材料關鍵制備技術與基本物理問題；開發與推廣超硬薄膜材料在精加工刀具等方面的應用；研究其原型器件結構和制備技術，探索新材料在大功率光電器件、抗輻射耐高溫半導體等高新技術領域中的應用。(3)高壓對物質結構和性質的影響與高壓相變。發展高壓下拉曼光譜、X光衍射、紅外光譜、布裏淵散射、電學測量等高壓原位微區測量技術，建立高壓下的理論體系，探索高壓下體材料和納米材料的結構、性質及相變規律，為制備超硬和多功能高壓相材料提供實驗與理論依據。開展高壓技術在其它學科中的研究。 實驗室建設以來，科研工作取得顯著進展：1、超硬與新型功能材料的高溫高壓合成方面。自主研發二十多種類型的高品級金剛石單晶和特種高品級工業金剛石的合成技術，進行系列應用基礎研究，促進行業壯大，引領行業發展。2、超硬多功能薄膜材料方面。完善了大尺寸高品質金剛石厚膜制備技術和工藝；制備出用於大功率半導體激光器的高熱導金剛石膜熱沈；實現金剛石厚膜在精密加工領域中的應用。最先發現硼摻雜金剛石厚膜的超導特性，確定超導轉變溫度和零電阻溫度；在金剛石基寬帶異質結性能標定、能級模型和載流子輸運特性研究方面取得突破；系統地給出高硬度碳氮（CNx）膜生長、結構及相應的場發射特性；實現了金剛石單晶氣相外延生長，制備出了大尺寸金剛石單晶。3、高壓對物質結構和性質的影響與高壓相變方面。發現金屬鈉在200萬大氣壓轉變為“透明”的寬帶隙絕緣體。發現碘新分子晶體相。解釋存在於碘和溴的高壓原位拉曼光譜中觀察到兩個新的振動模式。兩種不同鍵長的分子內***價鍵***存於同壹體系中，對理解分子解離、金屬氫的研究有重要指導意義。在實驗室構建的超高壓下原位物質結構分析和性能測試實驗平臺和高壓理論計算平臺上，發現了壓力能有效提高熱電材料熱電效率等多種新的高壓效應；觀察到高溫高壓下液液壹級相變、壓致等結構金屬化相變等新的相變；揭示以往多種物質中難以確定的壓致相變的物理機制；首次實現C60納米棒以及碳納米管內C60的壓致***價鍵聚合，獲得常壓方法難以得到、具有優異性質的新型準壹維納米材料。這些重要的研究進展和成果在Nature、PNAS、Physical Review Letters等期刊發表了壹批高質量論文，連續多年榮獲省部級科技獎，並獲得壹批發明專利，提升了實驗室的科研能力。
實驗室以開放課題、國際合作、訪問學者、主辦國際會議促進開放交流。中國科學院物理研究所等多個科研單位承擔了實驗室的開放課題，與美國華盛頓-卡內基研究院等國際著名研究機構長期保持良好的合作關系，主辦“高壓材料國際學術邀請會”等國際會議，每年來自美國、瑞典、德國、韓國的高級訪問學者來室參加會議或在實驗室組織的“物質科學前沿論壇”作報告。在依托單位吉林大學的有力支持下，實驗室的長期奮鬥目標是主要研究方向達到國際先進水平、若幹研究領域達到國際領先水平。學術上做出重要原創性工作，促進學科發展，將實驗室建設成為在國際上有重要影響的超硬多功能材料和高壓科學的研究中心。推動科研成果產業化，為提高我國超硬材料行業的科技水平、增強國際競爭能力和實現可持續發展做出貢獻。
超硬材料是典型的高壓相材料，在國家多個行業的產業鏈中起到關鍵作用，決定國家的工業水平，被發達國家稱為“戰略物資”。高壓科學是超硬材料發展的科學基礎和重要前沿。高壓下出現的異於常態物質結構和性質的高壓相是探索新材料的源泉。高壓研究是獲得現代國防關鍵數據的重要途徑。實驗室將圍繞超硬多功能材料、常壓下難以制備的新材料以及高壓科學開展研究。主要方向：(1)超硬與新型功能材料的高溫高壓合成。研究在高溫高壓下合成超硬材料的物理問題和關鍵技術，提高超硬材料品質，探索利用高溫高壓等條件制備新型功能材料及常壓下難以制備的新材料，推動研究成果產業化。(2)超硬多功能薄膜材料。研究超硬多功能薄膜材料關鍵制備技術與基本物理問題；開發與推廣超硬薄膜材料在精加工刀具等方面的應用；研究其原型器件結構和制備技術，探索新材料在大功率光電器件、抗輻射耐高溫半導體等高新技術領域中的應用。(3)高壓對物質結構和性質的影響與高壓相變。發展高壓下拉曼光譜、X光衍射、紅外光譜、布裏淵散射、電學測量等高壓原位微區測量技術，建立高壓下的理論體系，探索高壓下體材料和納米材料的結構、性質及相變規律，為制備超硬和多功能高壓相材料提供實驗與理論依據。開展高壓技術在其它學科中的研究。 實驗室建設以來，科研工作取得顯著進展：1、超硬與新型功能材料的高溫高壓合成方面。自主研發二十多種類型的高品級金剛石單晶和特種高品級工業金剛石的合成技術，進行系列應用基礎研究，促進行業壯大，引領行業發展。2、超硬多功能薄膜材料方面。完善了大尺寸高品質金剛石厚膜制備技術和工藝；制備出用於大功率半導體激光器的高熱導金剛石膜熱沈；實現金剛石厚膜在精密加工領域中的應用。最先發現硼摻雜金剛石厚膜的超導特性，確定超導轉變溫度和零電阻溫度；在金剛石基寬帶異質結性能標定、能級模型和載流子輸運特性研究方面取得突破；系統地給出高硬度碳氮（CNx）膜生長、結構及相應的場發射特性；實現了金剛石單晶氣相外延生長，制備出了大尺寸金剛石單晶。3、高壓對物質結構和性質的影響與高壓相變方面。發現金屬鈉在200萬大氣壓轉變為“透明”的寬帶隙絕緣體。發現碘新分子晶體相。解釋存在於碘和溴的高壓原位拉曼光譜中觀察到兩個新的振動模式。兩種不同鍵長的分子內***價鍵***存於同壹體系中，對理解分子解離、金屬氫的研究有重要指導意義。在實驗室構建的超高壓下原位物質結構分析和性能測試實驗平臺和高壓理論計算平臺上，發現了壓力能有效提高熱電材料熱電效率等多種新的高壓效應；觀察到高溫高壓下液液壹級相變、壓致等結構金屬化相變等新的相變；揭示以往多種物質中難以確定的壓致相變的物理機制；首次實現C60納米棒以及碳納米管內C60的壓致***價鍵聚合，獲得常壓方法難以得到、具有優異性質的新型準壹維納米材料。這些重要的研究進展和成果在Nature、PNAS、Physical Review Letters等期刊發表了壹批高質量論文，連續多年榮獲省部級科技獎，並獲得壹批發明專利，提升了實驗室的科研能力。
實驗室以開放課題、國際合作、訪問學者、主辦國際會議促進開放交流。中國科學院物理研究所等多個科研單位承擔了實驗室的開放課題，與美國華盛頓-卡內基研究院等國際著名研究機構長期保持良好的合作關系，主辦“高壓材料國際學術邀請會”等國際會議，每年來自美國、瑞典、德國、韓國的高級訪問學者來室參加會議或在實驗室組織的“物質科學前沿論壇”作報告。在依托單位吉林大學的有力支持下，實驗室的長期奮鬥目標是主要研究方向達到國際先進水平、若幹研究領域達到國際領先水平。學術上做出重要原創性工作，促進學科發展，將實驗室建設成為在國際上有重要影響的超硬多功能材料和高壓科學的研究中心。推動科研成果產業化，為提高我國超硬材料行業的科技水平、增強國際競爭能力和實現可持續發展做出貢獻。