Gemma og hendes forskningsgruppe benytter kvantekemiske metoder til at opnå denne indsigt, som hun bruger dels til grundvidenskabelige landvindinger og dels til forudsigelse af teknologiske nybrud. Eksempelvis har hendes banebrydende forskning ført til en øget forståelse af molekylære isolatorer.
Gemma Clare Solomon Larsen er internationalt førende inden for området kvanteinteferens, og sammen med eksperimentelle samarbejdspartnere fra USA og Shanghai benytter hun indsigten fra de avancerede beregninger til at forudsige materialer med lav elektrisk ledningsevne. Denne indsigt fører til en hidtil uset kontrol af ladnings- og varmetransport i molekylære materialer, hvilket rummer stort potentiale til gavn for eksempelvis elektronik, kvantematerialer og solceller. Gemma er en anerkendt pioner af destruktiv s-interferens, og hendes gruppes arbejde har åbnet et nyt forskningsfelt, som rummer stort teknologisk potentiale ved at kunne mindske problemer med dielektrisk lækage i transistorer.
Gemma Clare Solomon Larsen har publiceret mere end 85 fagfællebedømte artikler, heraf mere end 25 i de allermest prestigefyldte høj-impact tidsskrifter, som Nature, Nature Communications, Journal of the American Chemical Society, Proccedings of the National Academy of Sciences, ACS Nano m.fl. Hendes forskning citeres ofte (mere end 4000 gange, H-indeks på 35), og hun inviteres ofte til at give foredrag på internationale konferencer og universiteter. Gemma har modtaget flere bevillinger for eksempel Steno-stipendium (2009), DFF: Sapere Aude Forskningsleder (2013) samt Starting grant (2010) og Consolidator Grant (2019) fra det internationalt prestigefyldte European Research Council. Hun er nyindvalgt udenlandsk medlem af det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab, ligesom hun er medlem af Young Academy of Europe. Hun deltager desuden i Novo Nordisk Challenge-programmet nye Solid-Q-center.
Gemma Clare Solomon Larsen er 40 år. Hun opnåede sin ph.d.-grad i 2007 fra University of Sydney, Australien. Efter nogle år som postdoc ved Northwestern University i USA, kom hun i 2010 til Københavns Universitet, hvor hun er ansat ved Nanoscience centret og Kemisk Institut. Hun blev udnævnt til professor i 2018 samme sted. Hun leder en aktiv forskningsgruppe og har uddannet 9 ph.d.-studerende. Med baggrund i sit omfattende arbejde som senior editor for et af de førende tidsskrifter inden for fysisk kemi, Journal of Physical Chemistry, og sin australske oprindelse træner hun næste generation forskere i skriftlig formidling af forskning i et meget populært kursus på KU.