1. Компьютерное моделирование наноматериалов, наноустройств и нанотехнологий:
1) компьютерное моделирование наноматериалов;
2) компьютерное моделирование наноустройств и приборов;
3) компьютерное моделирование технологических процессов их получения и изготовления.
2. Нано-, био-, информационные, когнитивные технологии:
1) разработка гибридных систем на основе сопряжения биологических и нанотехнологических элементов и материалов;
2) разработка вычислительных и интеллектуальных систем на биоморфных и нейроморфных принципах;
3) разработка прямых мозго-компьютерных интерфейсов;
4) разработка системы считывания и декодирования сигналов мозга;
5) разработка устройств и технологий для стимуляции центральной нервной системы;
6) разработка биоподобных и гибридных лекарственных соединений;
7) разработка технологий и создание синтетических клеток;
8) разработка систем комплексной безопасности на основе нано-, био-, информационных, когнитивных технологий;
9) разработка методов наноиммунологии и персональной медицины на генетическом уровне;
10) разработка систем визуализации молекулярных процессов в живом организме.
3. Технологии диагностики наноматериалов и наноустройств:
1) разработка методов визуализации нанообъектов (электронная, туннельная, атомно-силовая, магнитно-силовая, люминесцентная микроскопия, оптическая микроскопия);
2) анализ структуры (дифракция и рефлектометрия рентгеновского, синхротронного излучений и нейтронов), локальный структурный и химический анализ наночастиц и наноматериалов (ядерно-магнитный резонанс, электронно-парамагнитный резонанс, инфракрасная спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеивания, спектроскопия протяженной тонкой структуры рентгеновского поглощения, мессбауэровская, терагерцовая спектроскопия, методы локального и послойного анализа);
3) исследование поверхности наночастиц и наноматериалов (дифракция быстрых электронов, дифракция медленных электронов, комбинированная электронно-ближнеполевая оптическая спектроскопия, спектроскопия характеристических потерь энергии электронов, рентгеновская фотоэлектронная, оже-спектроскопия, метод Брунауэра, Эммета и Тейлора, порометрия, атомносиловая, сканирующая зондовая, фотоэлектронная спектроскопия, профилометрия, люминесцентный анализ, эллипсометрия, конфокальная микроскопия);
4) разработка специальных методов изучения физических свойств наноматериалов (резистометрия, магнитные измерения, исследование механических, трибологических свойств);
5) разработка специальных методов определения химического состава (элементного, вещественного, изотопного, молекулярного) всех видов наноматериалов;
6) развитие методов неразрушающего анализа процессов, протекающих с участием наночастиц и наноматериалов (синтез, включая процессы самосборки, процессы модификации и перестройки наночастиц, деградация, химические процессы, протекающие с участием наночастиц);
7) разработка принципов, стандартов метрологии и метрологического обеспечения в нанометровом диапазоне измерений (создание эталонов и стандартных образцов физических величин нанометрологии, создание средств и поверочных схем для калибровки измерительных устройств, разработка методов калибровки средств измерений в нанометровом диапазоне).
4. Технологии наноустройств и микросистемной техники:
1) разработка технологий производства ультратонкого монокристаллического кремния на изоляторе;
2) разработка технологий производства материалов на основе нанокристаллического кремния и тонкопленочного кремния для солнечных батарей;
3) разработка технологий производства сверхскоростных гетеропереходных интегральных схем, в том числе на туннельно-резонансных приборах;
4) разработка технологий производства наноструктурных фотоэлектрических преобразователей для солнечной энергетики;
5) разработка технологий создания квантовых компьютеров на твердотельных кубитах, квантовых клеточных автоматов;