本小組以X光(2-50keV)為主要實驗的工具，工作的方向以尖端材料的結構及其物理化學特性的研究以及發展新穎實驗技術為主。使用的技術及涵蓋的研究領域包括：

• 應用磁散射、共振X光散射等方法研究凝態物理中磁性單晶的價電子空軌域結構及相變原理和進行發光半導體磊晶薄膜的高解析結構鑑定以及發光機制的研究。
  
• 用結晶學的方法,研究材料中的結晶原子結構，設計非常態環境，臨場(in-situ)即時量度二維繞射訊號，藉以了解孔洞性材料、自旋交叉材料與生物蛋白質分子的結構變化。
  
• 利用X光吸收光譜技術探測觸媒的電子與原子結構，俾與其催化性質建立關聯性，進而研究催化反應之機制。
  
• 利用表面X光散射技術研究薄膜及奈米結構的微觀結構，如量子點和量子阱的應力場及成分分佈，進而研究其生長機制。
  
• 利用臨場(in-situ)同步輻射X光散射技術，來研究磁控濺鍍薄膜的成長機制，達到於薄膜形成過程中，經由蒸鍍條件的精確控制，來獲得特定性質的理想目標，進而開發新一代的材料。
  
• 利用X光反射和小角度散射，研究(1)凝態高分子:高分子材料或薄膜(如PU、PE或blockcopolymers等)微結構上的晶型，非晶型特性區域長度，晶化程度、方向等與材料特性的關係，及這些微結構隨溫度或拉力所引起之相變化、相分離、裂隙(crazing)、晶化程度等之動態研究。(2)膠質生化材料系統:雙極性分子（如界面活性分子，生物磷酸脂分子）在極性(例如水)或非極性(油)溶液中自我聚集之微胞、微泡、微乳液、膠體、或生物分子之單層，多層膜結構解析，包含粒徑分佈、粒子數密度、和導致其特定結構因子的粒子間作用力及這些性質與溫度、濃度的關係。
  
• 結合X光複繞射與其他X光散射的技術，發展新穎實驗方法應用於複雜材料結構之研究，如半導體薄膜界面結構之鑑定、電荷波(chargedensitywave)相位移現象的研究及發展多光成像(multi-beamimaging)技術並應用於蛋白質結構的研究。