主要研究方向:
新型低维功能材料的精准制备、新奇物性的及其调控；超导拓扑材料的拓扑物态及其在量子计算中的应用；基于新奇物性的输运特性和功能器件。

曾任国际真空科学、技术与应用联合会（IUVSTA）纳米科学委员会主席、美国Appl. Phys. Lett. 杂志副主编、中国科学院大学副校长和校学术委员会主任，中国科学院大学物理科学学院院长。在美国和欧洲的著名科研单位做访问教授和学术顾问。国家杰出青年基金获得者和国家基金委优秀群体学术带头人。荣获德国“洪堡研究奖”、第三世界科学院“物理奖”、全球华人物理学会“亚洲成就奖”、“陈嘉庚数理科学奖”、 “中国科学院杰出科技成就奖”、“何梁何利科学与技术进步奖”、国家自然科学二等奖等荣誉或奖励。