研究领域为凝聚态物理中的量子计算物理、凝聚态物理和自旋电子学。

自博士科研期间起一直从事自旋量子调控方面的科研工作，主要研究成功包括：利用光电探测的手段实现了对硅材料中单原子的电子自旋和核自旋态的探测，并由此开启了利用单原子进行量子精密测量以及对原子微观结构的解析研究等一系列研究方向，并且对半导体材料中的自旋轨道相互作用进行了光电探测研究。对电学测量系统、低温系统、超稳定激光系统和硅的微加工方面有着丰富的经验。

当前主要研究方向包括：固体中单个原子的自旋调控和光学微腔耦合，固体中单原子的精密光谱及其在纳米结构的探测表征中的应用，硅材料中光纤通讯波段的高效发光中心的研究。

目前拟开展的研究方向为：1，硅基单缺陷的量子计算；2，硅基单原子的量子精密测量；3，新型纳米结构中的自旋量子调控与精密测量。  

• 光电离单原子光谱。实现了对半导体材料中单个原子的电子自旋和核自旋态的光电探测 [Nature 497, 91(2013)]。相关编辑评论参见[Nature 497, 46 (2013)] 和[Nature Photonics 7, 504 (2013)] 。
• 从实验上区分开InN表面电子和体材料中自旋轨道相互作用，通过加电场的方法有效地调制了表面电子的自旋轨道相互作用 [Nano Letters 13, 2024(2013)] 。
• 在GaN基异质结构中通过光注入自旋极化的方法观测到反常霍尔效应 [Applied Physics Letttrs 98, 122104(2011)] 。