主要从事半导体材料与器件研究，尤其在氮化物半导体新材料、低维纳米结构半导体量子点、量子阱和纳米线材料及器件应用等前沿领域取得多项创新性成果。代表性研究工作包括：1）建立了适于III族氮化物半导体电子能带结构计算的紧束缚近似模型。该模型已被国际同行称作“标准的紧束缚近似模型”；2）理论上证明了V族立方相氮化物合金(InAsN)是直接带隙半导体材料并具有大的带隙弯曲参量，预言了此合金可被用作发展长波长信息功能器件的新材料；3）提出了“高温缓冲层”概念，用“三步生长法”取代“传统的两步生长法”在蓝宝石衬底上用MOCVD制备出高质量的GaN晶体；4）利用先进的MOCVD或MBE技术实现了高性能GaAs基和InP基量子点材料及器件：如，在国际上报道了最均匀的1.3微米波段InAs/GaAs自组织量子点材料（非均匀展宽<17 meV）；快速退火能使长波长InAs/GaAs量子点产生大的波长蓝移现象，并阐明了产生这一现象的物理机理；通过引进退火，发明了显著改进InAs/GaAs量子点有源区性能的技术；证明了转换效率高达17%的InAs/GaAs量子点中间能带太阳能电池；证明了高性能1.55微米波段InAs/InP量子点材料及边发射激光器、宽带可调谐激光器和超短脉冲锁模激光器等等；5）实现了基于MOCVD的高性能2微米波段InP基量子阱激光器。

迄今，在重要的国际学术刊物上发表论文80余篇，发表国际学术会议论文60余篇和国内学术会议论文50余篇。申请国内外发明专利20项。曾获德岛大学国际交流研究奖（1997），NEDO Fellowship（2000），中科院“百人计划” (2007)。