孙向南课题组研究主要研究领域为有机自旋电子学（Organic Spintronics）。
电子具有电荷和自旋两个内禀特性。电荷的研究对应电子学，而自旋的研究则对应自旋电子学。自旋电子学研究的根本问题是如何利用电子的自旋来存储、传递和处理信息。自旋存储首先获得成功应用，计算机硬盘就是成功的范例，因此2007年诺贝尔物理奖授予了这一研究方向。
在自旋存储的巨大成功基础上，研究人员继续探索如何利用电子自旋实现信息的传递和处理（即自旋输运和自旋操控），这时发现传统无机材料由于强烈的自旋弛豫特性，难以在室温下实现电子自旋的输运和操控，极大的影响了其应用潜力。
有机半导体是由轻元素构成，拥有非常弱的电子自旋弛豫特性，可以在室温下实现电子自旋的传递，因此在室温自旋应用方面具有巨大的价值。
有机自旋电子学研究的自旋输运材料并不要求材料自身产生自旋极化（如有机磁体），但是需要具有室温下稳定传递自旋极化载流子的能力。
本课题组目前研究方向主要包括：
研究方向1）新原理自旋电子器件及自旋界面研究
主要包括：新原理自旋晶体管，自旋量子器件，概率比特，自旋界面可控性及器件研究
组长：郭立丹（副研），谷现荣（特助）
成员：杨学礼（博），郭安康（博），张程（博），胡顺华（博），王勇（博）
参考论文：
Science 2017, 357, 677. DOI：10.1126/science.aan5348.
Adv Mater 2023, 35, e2300055. DOI: 10.1002/adma.202300055.
Nature Communications 2024, 15, 865. DOI: 10.1038/s41467-024-45200-7.
研究方向2）新型高性能有机自旋电子学材料研究
主要包括：增强自旋输运的有机半导体材料物理化学结构调控，自旋材料新功能
组长：秦阳（特助）
成员：杨婷婷（特助），吴梦（博），张湘鹏（硕）
参考论文：
Adv. Mater. 2024, 2402001. DOI:10.1002/adma.202402001
Adv. Mater. 2024, 2410695. DOI: 10.1002/adma.202410695
Angewandte Chemie International Edition 2023, 62, e202213208. DOI: 10.1002/anie.202213208.
研究方向3）基于有机半导体的自旋物理机制研究
主要包括：自旋弛豫新机制研究，全新自旋物理现象阐释，有机材料自旋物理过程探索
组长：孟珂（博士生）
成员：李敏（博），郑睿恒（博）
参考论文：
Adv Mater 2023, e2301854. DOI: 10.1002/adma.202301854.
NATURE COMMUNICATIONS, 2013, 4, 2794. DOI: 10.1038/ncomms3794.
Nature Communications 2024, 15, 8368. DOI: 10.1038/s41467-024-52770-z
研究方向4）自旋催化剂材料创制与催化机制研究
新方向，一切有待探索
组长：张瑞 （副教授）
成员：胡雅宁（博），孙雪（硕），梁亦聪（硕）
参考论文（传统催化）：
Adv Mater 2017, 29, 1605502. DOI: 10.1002/adma.201605502.
Applied Catalysis B: Environmental 2020, 263, 118109. DOI: 10.1016/j.apcatb.2019.118109.
Advanced Energy Materials 2021, 11, 2101758. DOI: 10.1002/aenm.202101758.
研究方向5）熬夜和喝咖啡与脱发的关联机制探索
生物研究要讲实验伦理，要善待实验对象兼课题组长......
研究对象及成员：孙向南（研究员）
参考论文及成果：很遗憾尚未有正面研究成果......
欢迎材料、物理、化学领域的，以科学研究为追求的，有决心、有毅力的同学加入我们~