發明了熱氧化Zn3N2單晶薄膜制備p-ZnO的方法，成功制備了P-ZnO薄膜，被國際公認為制備P-ZnO的方法之壹。利用微腔的光增益效應和納米結構的量子限域效應，獲得了高溫(560 oC)下高效紫外發射的納米片狀材料，並對材料的結構和高壓相變行為進行了深入研究，為進壹步開發高溫光電器件奠定了基礎。通過在p-GaN/n-ZnO異質結中引入i-ZnO層，構建了p-GaN/i-ZnO/n-ZnO的新結構，成功研制了室溫下近紫外發射的ZnO異質結紫外光發光二極管。
發明了電子回旋共振(ECR)微波等離子體氮化法制備高質量SiN薄膜；根據縱向光學聲子強烈吸收P偏振紅外的原理，建立並發展了壹種用P偏振紅外反射吸收光譜表征超薄二氧化矽的方法。
國際上提出不可見的SP2π-星團是發光中心。指出N進入sp3網絡導致配位數減少和應力釋放。指出N，sp2π團簇的橋聯效應和其它各種形變決定了能隙的大小。國際上提出並證明了N進入a-C:H網絡引起C-H鍵的弱化和網絡的不穩定性。
近年來，在Adv. Mater上發表了150多篇SCI論文。物理評論b，物理化學雜誌。化學學士。物理列特，光學列特等。，發表的論文被SCI引用800余次，獲得國家發明專利8項。他應邀為美國納米科學與技術百科全書撰寫了“低維ZnO納米結構和納米異質結生長”的主題。國內學術會議邀請報告9次，國際學術會議邀請報告8次。
負責國家自然科學基金、中科院“百人計劃”、國家傑出青年科學基金、國家“十壹五”和“863”項目、國家“十五”和“863”子項目、教育部重大創新培育項目。