主要研究方向：轻元素纳米新材料探索及其物理性质; 原子尺度上的表面生长动力学;受限系统中水的行为与特性。 
过去的主要工作及获得的成果： 他与合作者共同提出了表面活性剂作用下的反应限制集聚理论；发现了吸附分子导致二维岛对称性转变的规律，以及潜能对原子岛形状演变的控制；探讨了表面纳米结构的稳定性机理；发现并解释了原子的向上运动机理; 建立了水与固体表面相互作用的双轻键模型；发现了一种新的二维冰;用CVD方法合成了纳米锥、CN纳米钟、BCN纳米管和C纳米锥，研究了它们的物理性质。在国际重要的学术杂志（包括Science, Phys.Rev.Lett等）上发表论文180余篇；获国家发明专利两项。1996年获香港“求是”青年学者奖；1997年获中科院青年科学家一等奖；1998年获国家“有突出贡献的中青年科学家”称号，1999年获中科院盈科优秀青年学者奖; 2002-2003年国际华人物理学会"亚洲成就奖"; 2003年北京市科学技术一等奖, 2004年国家自然科学二等奖。2005年第三世界科学院物理奖,以及中国科学院”杰出成就集体奖”;2006年德国洪堡基金会研究奖(Humboldt Research Award). 
目前的研究课题及展望： 目前正在进行的研究项目有：国家自然科学基金会 “创新研究群体”《极限功能薄膜的生长机理和原子尺度的控制》等。主要从事表面纳米结构的形成和稳定性机理、输运特性、制备和物理性质等表面物理研究的前沿课题。 

   

北京大学物理系 19870901--19900501 研究生

北京大学物理系 19870901--19900501 博士

   

1991-1995年分别在法国Lille表面界面实验室（CNRS）和美国休斯顿大学宇航外延生长中心（SVEC）从事博士后及研究助理工作。（曾于此前后在美国普林斯顿大学，密西根大学,德克萨斯大学,橡树岭国家实验室，英国牛津大学,德国明斯特大学, 丹麦科技大学学习及从事合作研究。）

1995年8月至今在中国科学院物理所任研究员。
1997-1999年曾任中国科学院表面物理国家重点实验室主任。
1999年5月起任中国科学院物理研究所所长。
2001-2002年在日本东北大学任JSPS教授。
2008年起任中国科学院副秘书长，兼任研究生院常务副院长。

现任国际纯粹物理与应用物理联合会（IUPAP）专业委员会委员；
英国物理学会Fellow；《Materials Science Foundation》(瑞典)，《Journal of Computational and Theoretical    Nanoscience》(美国),《物理学报》及《化学物理学报》的编委；香港大学兼职教授。

   

1994年入选中科院“****”；
1995年获国家杰出青年科学基金；
1996年获香港“求是”青年学者奖；
1997年获中科院青年科学家奖；
1998年获国家有突出贡献的中青年科学家称号；
2000年获中科院“盈科”奖；
2003年获世界华人物理学会“亚洲成就奖”;
2003年北京科学技术奖 一等奖(与薛其坤等);
2007年当选中国科学院院士; 
2008年当选第三世界科学院院士。