隨著『全球暖化(global warming)』和『能源短缺(energy crisis)』等環境問題日趨嚴重，替代能源開發成為重要研究議題。有別於太陽能光電，『熱電效應(thermoelectric effect)』指的是熱能與電能間相互轉換的效應。現今，我們生活環境周遭，富含有大量的廢熱(wasted heat)，包含有: 工業廢熱、汽機車引擎廢熱和太陽熱能等。高效率熱電元件，可望將上述熱能轉換為日常生活使用之電能。自1993年起，許多團隊於理論和實驗提出奈米結構(包括量子井、奈米線和量子點等)將有助於提升熱電轉換效率。由於，量子點為準零維結構(可稱為人造原子)被預期擁有最佳的熱電轉換特性。本團隊利用多體理論(many-body theory)對於量子點穿隧電流特性等之精準掌握優勢，探討量子點系統的熱電特性。

      『熱整流』的概念相當近似於『電子元件-二極體』的電流整流特性。具體而言，熱整流現象指的是熱流(或熱導率)在空間中具有非等向性(anisotropic)的傳遞現象。替代能源開發以外，能量儲存亦為綠能發展的重點。熱整流可應用於太陽熱能的儲存。此外，高的熱整流效益亦可實現於積體電路(ICs)和LED陣列的熱點消除，並達到一個有效率的熱能管理(thermal management)。以熱整流的概念出發所設計的熱二極體(thermal diode)、熱電晶體(thermal transistor)和熱邏輯閘(thermal logic gate)也被高度期待應用於熱能驅動的熱記憶體和熱運算的範疇。