1. Исследование кристаллической структуры тонких пленок и границ раздела на атомном уровне.

2. Определение кристаллической структуры низкотемпературных и высокотемпературных сверхпроводящих материалов, в том числе материалов технической сверхпроводимости (ленты, провода, стренды). Определение связи реальной структуры сверхпроводящих материалов с их электрофизическими свойствами.

3. Определение кристаллической структуры углеродных материалов: одностенных и многостенных углеродных нанотрубок, в том числе и с кристаллическими композитами внутри, графеновых слоев, фуллеренов, наноалмазов, массивных алмазов.

4. Исследование каталитических материалов: наночастиц, композитов.

5. Исследование биомедицинских материалов, полимеров, имплантов.

6. Развитие методов обработки изображений высокоразрешающей электронной микроскопии с целью определения точечных и протяженных дефектов, восстановление структуры атомных кластеров.

7. Развитие методов трехмерной реконструкции объектов методами просвечивающей электронной микроскопии и фокусированного ионного пучка совместно с растровой электронной микроскопии.

8. Использование методов электронно-дифракционной томографии для определения кристаллической структуры новых материалов.

9. Развитие методов фокусированного ионного пучка для формирования метаматериалов.

10. Использование метода криогенной электронной микроскопии в исследованиях белков, макромолекул, вирусов и полимеров.