近年来，承担国家自然科学重点基金、国家重大科技专项、国家公益性行业科研专项、国家重大仪器专项、国家863计划、国家973计划等多项国家重要科技项目，做出一系列具有重要国际影响的创新学术成果。主要研究方向为新型智能微纳电子器件、芯片与系统，包括：智能传感器与智能集成系统，二维纳电子器件与芯片，柔性、可穿戴器件芯片与系统，智能信息器件与系统技术等。近期代表性创新成果包括：世界上栅极物理尺寸最小的晶体管、智能人工喉、智能人工耳膜、新型三维人机交互器件芯片、新型不挥发存储芯片、光谱可调的发光器件、智能仿生突触芯片等。在国内外重要学术期刊和会议发表论文700余篇，包括Nature、Nature Electronics、Nature Communications、Energy & Environmental Science、Advanced Materials、ACS Nano、Nano Letters、IEEE Electron Device Letters、IEEE Journal of Solid-State Circuits、Biosensors & Bioelectronics、Nanoscale、Carbon、IEEE Transactions on Electron Devices、IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques、IEEE Sensors Journal等重要SCI期刊论文，以及国际微电子领域顶级学术会议IEDM论文（15篇）。荣获Elsevier评选的“中国大陆高被引学者”（2018、2019、2021年）。获得国内外发明专利70余项。