유기분자의 레이저分光學과 光物理 분야에서 선구적인 연구로 국제적 명성을 얻고 있는 임의철 박사는 유기분자의 복잡하고 다양한 광물리적 현상을 설명해주는 획기적인 개념을 밝혀 내었다. 임박사의 많은 업적 중 가장 중요한 것은 빛에 의해 들뜬 유기분자의 전자전이 속도를 지배하는 `근접효과`의 발견이다. `전자적으로 들뜬 상태가 에너지적으로 촘촘히 쌓인 전자상태와 서로 진동적으로 짝을 이루면 경우 무방사전이속도는 빨라질 것이다.` 라는 `근접효과`는 전자스핀변화를 수반하는 intersystem crossing과 전자스핀이 변화가 없는 internal conversion에도 적용할 수 있으며, 실험과 이론적 설명에 의해 그 정당성이 뒷받침되고 있다. 현재 이 근접효과는 무방사전이속도를 지배하는 제어개념으로 널리 인정받고 있다.
이외에 임박사는 진동과 전자가 모두 들뜬 방향족 화합물은 전자만 들뜬 분자와는 다르게 이완과정을 거친다는 사실을 증명함으로써, 진동에너지가 높은 분자는 형광방출이나 intersystem crossing 보다는 오히려 internal conversion 과정을 통해 이완된다는 것을 밝혀 내었다. 또한 방향족 화합물의 분자간 상호작용에 관한 연구업적으로는 삼중항 엑시머의 최초 규명, 엑시머와 양이온 클러스터의 이합체 핵심부(core) 구조에 대한 최초 입증, 더 나아가 van der Waals (유발 쌍극자로 인해 약하게 결합된) 분자의 들뜬 상태에서의 성질을 설명하는데 적절한 구조-성질의 상관관계의 최초 규명 등을 들 수 있다. 현재 임박사는 그간의 축적된 실험 및 이론을 통해 분자간 상호작용에 대한 연구에 집중하고 있다.