Fő kutatási irányok

• Kvantumkémia
• Elektronszerkezet-elmélet: elektronkorreláció, kvantumkémiai módszerek és programok fejlesztése, Coupled-Cluster módszerek, multireferencia-CI módszerek, gradienselmélet, molekuláris tulajdonságok.
• Molekuláris spektroszkópia, rezgési és gerjesztési spektrumok, zárt héjú molekulák és gyökök gerjesztett állapotai, potenciális energiafelületeik számítása, fotodisszociációs és fotokémiai folyamatok leírása.

Részletes kutatási témák

• ELTE, 1985–86: szakdolgozatomhoz kapcsolódóan konjugált molekulák harmonikus rezgési erőterét határoztam meg, amelyből rezgési spektrumokat számítottunk.
• Bécsi Egyetem, 1986–89: ún. MCSCF (Multiconfigurational Self Consistent Field) és MR-CI (Multireference Configuration Interaction) módszerek fejlesztésével, programozásával és alkalmazásaival foglalkoztam. Elkészítettük az ún. COLUMBUS kvantu mkémiai programcsomag első publikus változatát; az MR-CI módszer keretében az energiaderiváltak analitikus számítására dolgoztunk ki módszert és programot. Alkalmaztam e módszereket konjugált molekulák alap- és gerjesztett állapotainak leírására.
• ELTE 1989–1991: A Bécsben megkezdett kutatások folytatása, illetve az elektronkorrelációt is tartalmazó módszerek meghonosítása Tanszékünkön.
• Floridai Egyetem, 1991–1993: számomra új kutatásokat kezdtem az ún. Coupled Cluster (CC) módszerekkel kapcsolatban. A munka ismét módszerfejlesztésből, programozásból, illetve kémiailag érdekes rendszerekre való alkalmazásból állt. Többek között kifejlesztettem az első analitikus energiaderivált-számítási módszert több determinánsra épülő CC módszerhez; vizsgáltam az ún. variációs CC módszerek alkalmazhatóságát. Részt vettem a rendkívül népszerű ACESII kvantumkémiai programcsomag kidolgozásában.
• ELTE, 1993–1996: Igyekeztem meghonosítani a megismert CC módszereket hazánkban. Továbbá, a CC és MR-CI módszerek ötvözeteként kidolgoztam az ún. AQCC (Averaged Quadratic CC) módszert, amely egy extenzivitás-korrigált MR-CI módszer, és amellyel minden eddiginél pontosabb potenciálfelületek határozhatók meg. E módszerről, illetve a rokon módszerekről könyvfejezetet írtam. Figyelmem a gyökök alap- és gerjesztett állapotainak leírása felé fordult: a ketenil gyökkel kapcsolatban bebizonyítottuk, hogy a gyök ismert spektruma nem a keteniltől származik. A megjósolt gerjesztési energia alapján vált lehetővé a ketenil gerjesztett állapotának valódi spektrumát azonosítani. Több együttműködés indult kísérleti csoportokkal (pl. Nemes László, MTA SzKKI, közös OTKA pályázat is volt).
• Mainzi Egyetem, 1996–1997: Főleg módszerfejlesztéssel foglalkoztam. Eljárást és programot dolgoztunk ki CC energia analitikus második deriváltjának számítására az ACESII program keretében. A zárt héjú változatból kiindulva végrehajtottam a programban a szükséges módosításokat a nyílt héjú (UHF) CCSD és CCSD(T) esetekre.
• Mainzi Egyetem, 1996–97, Mainz és Budapest, 1998–2001: Kidolgoztuk az ún. spin-megszorításos CC módszert, mellyel az eddigieknél pontosabban (az ún. spin-szennyeződés kiszűrésével) és hatékonyabban számíthatók gyökök alapállapotai. E módszer alapján új programot fejlesztettünk ki a dublett állapotokra, amely az energia analitikus deriváltját is számítja. Később a módszert kiterjesztettük a gerjesztett állapotokra is. Ezt a módszert általánosítottuk más spinállapotokra is, és legutóbb a háromszoros gerjesztések figyelembe vételével dolgoztuk ki az egyenleteket. A gerjesztett állapotokra vonatkozó analitikus deriváltak kifejlesztésén jelenleg dolgozom.
• ELTE 1996–1999, Füsti Molnár László PhD dolgozata: Vizsgáltuk a HOBr fotodisszociációját. Pontos potenciális energiafelületeket számítottunk az MR-AQCC módszerrel az alap- és gerjesztett állapotokra. Ezeken a felületeken hullámcsomag-dinamikát végeztünk a gerjesztési spektrum szimulálására. Elvégeztük a szükséges programfejlesztést is.
• ELTE 1999–2000: Kiterjesztettem az MR-AQCC módszert gerjesztett állapotokra, és egy új verziót (MR-AQCC-LRT) fejlesztettem ki az átmeneti tulajdonságok számítására.
• ELTE 2001–2002: A fentiekben leírt módszerekkel különböző molekulák gerjesztési és ionizációs spektrumát számoltuk. A C3 molekula esetében erős vibronikus kölcsönhatás létezését bizonyítottam az 1Su+és az 1Pg  állapotok között, amely magyarázatot ad a mért gerjesztési spektrum szokatlan szerkezetére, és elősegíti annak asszignálását. Számításokat végeztem a benzol fotoelektron-spektrumán, az eredmények több állapot erős rezgési kapcsolására utalnak.
• ELTE 1998–2002: A biomolekulák szerkezetének és tulajdonságainak vizsgálata terén a pontos ab initio kvantummechanikai módszereket alkalma zzuk biológiailag fontos kismolekulák számítására. Különböző együttműködések keretében vizsgáljuk a dioxirán reakcióit, a formamid alapállapotának szerkezetét, gerjesztési energiáját és rezonancia-Raman spektrumát, és a citozin tautomerei hidratációjának hatását.

Pályázatok témavezetőként

• Modern kvantumkémiai módszerek molekulák spektroszkópiai tulajdonságainak meghatározására (ifjúsági) OTKA F013962, 1994-95; 800,- eFt (kitűnő minősítés!)
• Spinadaptált Coupled-Cluster elmélet molekulák gerjesztett állapotainak leírására (ifjúsági) OTKA F019263, 1996-99; 1.700,- eFt (kitűnő minősítés!)
• Gyökök spektroszkópiai tulajdonságainak és reakcióinak nagyon pontos leírására alkalmas kvantumkémai módszerek fejlesztése és alkalmazásuk magaslégköri folyamatok tanulmányozására FKFP 0145/1997, 1997-98 1.500,- eFt
•  Elektronkorreláció és méretkonzisztencia: módszerek fejlesztése és alkalmazásuk molekulák gerjesztett állapotának felderítésére OTKA T032980, 2000-2004 5.264.-eFt (kiváló minősítés!)
• Dynamics of non-adiabatic processes COST D26-006-2, 2002-2006 (Együttműködés bécsi, heidelbergi, müncheni és pisai kutatókkal.)
• Magasabb gerjesztések figyelembevétele molekulák és gyökök kvantumkémaiai leírása során…, OTKA T047182, 2004-2007, 5.625,- E Ft
• Kemi- és biolumineszcenciás folyamatok elektronszerkezeti problémáinak tanulmányozása magas szintű kvantumkémiai módszerekkel, OTKA /072423, 2007-2012, 21.920 E Ft (kiváló minősítés!)
• Adiabatikus és nem-adiabatikus kölcsönhatások az ózon molekulában, TéT Magyar-Francia, FR-15/2008, 1.968 E Ft
• Magyar-Francia Tét, TÉT_11-2-2012-0026, 1.340 E Ft.
• A DNS gerjesztett állapotainak és vezetőképességének tanulmányozása az építőelemek kvantumkémiai vizsgálata alapján, OTKA/104672, 2013-2017, 33.193 E Ft.