更新時間：2024-10-06 16:21:54作者：留學之路
主要研究太陽能電池、能量貯存、經濟和環境材料選擇、高級能量轉換的基礎、固態元件和能量轉換、材料的能量貯存、能量和材料制定政策、未來能源系統材料。
應用最為廣泛，也最常見的就是太陽能電池板了。
交叉學科，是一門正在快速發展的新興學科，是關于材料組成、結構、性能、服役性能的計算機模擬與設計的學科。這個領域主要是理論研究，申請的人比較少，競爭不激烈。
這個領域PhD學習難度比較大，完成學位的時間比較長，最短也要5年，一般都是6年。就業前景一般，職位一般集中于美國幾個大型的國家實驗室，如：橡樹嶺(Oak Ridge)國家實驗室等。
材料領域最古老最傳統的方向，主要學習包括金屬和以金屬為基的合金，如鋼鐵材料、非晶態合金、結構金屬材料、功能金屬，它們的微觀結構對材料力學和物理性能影響，合金中不同成份比例對材料硬度、韌性、拉伸強度的影響。
高分子材料是當今世界發展最迅速的產業之一，高分子材料已廣泛應用到電子信息、生物醫藥、航天航空、汽車工業、包裝、建筑等各個領域。
研究內容包括活性聚合、新材料的合成與開發、聚合物結構與性能、反應性加工、先進復合材料及應用、超細材料及納米材料、生物材料、新型功能材料、化學建材和化學纖維等。
主要研究光學與光譜學、液晶、聚合物二級管、光電池和光子晶體、半導體材料和裝置、磁存儲器、磁性薄膜及磁性發電機裝置、壓電晶體的表面和界面特性。
主要課程有量子力學、材料化學、勢力學及階段均衡、結構固定的缺點、材料的機械性能、電子學、熱力學、非結晶固定、高分子物理、材料成像、電子電磁材料。
該專業在很多學校都是在EE下面，作為materials Science 與EE 的交叉學科，所以光電和磁學物理的同學可以直接申請。
無機非金屬材料是三大基礎材料之一，包括結構陶瓷、功能陶瓷、日用陶瓷，耐火材料、玻璃、水泥等。
研究內容主要包括固體電解質材料的制備，結構和性能研究;結構陶瓷的制備，組織結構和性能的研究;磁性材料、電性材料、壓電陶瓷、半導體陶瓷等功能材料的制備和研究;古陶瓷和日用陶瓷的研究和開發;高溫陶瓷、耐火材料的制備和開發等。
該專業方向比金屬材料難申請。
近幾年，陶瓷領域的發展比金屬材料要迅速很多，例如，高溫超導陶瓷材料的發現對經濟產生了比較大的影響，目前在這個領域的研究非常活躍。因此這個申請方向比金屬材料競爭激烈，將來就業主要是在科研機構搞研究。
復合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。
各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優于原組成材料而滿足各種不同的要求。
納米科技的內容包含納米材料學、納米電子學、納米生物學、納米機械學、納米加工學、納米光子學、納米檢測與表征。
而納米材料與技術又是這些分支學科的共同交點，是納米科技的核心和基礎。
通常納米材料與半導體材料相關，與EE高度重合，申請這個方向的同學可以去關注學校的EE 方向是否有相關的分支。
主要研究碳納米管的合成及自然材料的特征、無機材料的合成、有機和生物材料化學、材料加工、材料熱力學、生物應用材料、分子細胞和生物力學、材料力學和生物材料、材料成像。
在研究過程中也會和仿生學相結合，比方說人造骨骼和人造肌肉。