研究员，博士生导师，中国科学院院士。

长期从事半导体存储器和集成电路的微纳加工等方面的研究。阐明了阻变存储器机理，建立了相应的物理模型；提出了功能层掺杂和局域电场增强的阻变存储器性能调控方法，提高存储器整体性能。拓展了新型闪存材料和结构体系，提出新的可靠性表征技术、失效模型和物理机理。发展了集成电路的微纳加工技术并拓展到禁运的短波衍射元件研制中。

致力于微电子科学技术领域的研究，在存储器模型机理、材料结构、核心共性技术和集成电路的微纳加工等方面做出了系统、创造性贡献。代表性成果包括：建立了阻变存储器（RRAM）物理模型，提出并实现高性能RRAM和集成的基础理论和关键技术方法，产生重要国际影响。拓展了新型闪存材料和结构体系，提出新的可靠性表征技术、失效模型和物理机理，为存储器产业发展提供关键理论和技术基础。发表SCI收录论文250多篇，SCI他引（刘明或合作者均视为自引）超过2800次，6篇论文入选ESI高被引论文榜，两项工作列入2013年ITRS（国际半导体发展路线图）、多项工作作为典型进展被写入15本著作和40篇综述中。在本领域重要国际会议做邀请报告30多次。授权发明专利180件（含美国授权专利7件），主要专利转让/许可到多家重要集成电路企业。

主持参与了多项国家973、863项目。在国际上首次采用软X射线曝光技术实现了256位分子存储器；在32nm技术节点以下的非挥发性存储器替代方案上，提出了利用金属掺杂的技术手段来提高阻变存储器（RRAM）性能和成品率的方法，成为国际上最早提出此概念的两个小组之一，在渐进型的非挥发性存储器替代方案上，着眼于纳米晶浮栅存储结构（Nano-Floating Gate）。

• 2004年获国务院政府津贴
• 获国家技术发明二等奖3项（2013年（排名第1）、2007年（排名第2）、2005年（排名第4））
• 2009年国家科技进步二等奖（排名第4）
• 2015年中国电子学会科学技术奖自然科学类一等奖（排名第1）
• 北京市科学技术一等奖2项（2010年（排名第1）、2003年（排名第10））
• 北京市科学技术二等奖2项（2014年（排名第1）、2002年（排名第3））
• 2012年中国真空科技成就奖
• 2014年中科院杰出成就奖（排名第8）    

• 1981年考入合肥工业大学，先后获得学士、硕士学位
• 1998年获得北京航空航天大学博士学位
• 2000年被聘为中国科学院微电子研究所研究员和纳米加工与新器件集成技术研究室主任
• 2008年获得国家杰出青年科学基金资助
• 2015年当选中国科学院院士
• 2018年出任中国科学技术大学国家示范性微电子学院院长，同年当选发展中国家科学院院士