主要從事等離激元光子學、分子光譜和納米光學的研究。發(fā)現(xiàn)成對金屬納米顆粒在光場作用下能夠在其納米間隙中產(chǎn)生巨大的電磁場增強效應(yīng)，是單分子表面增強拉曼光譜的原因，也是其它基于納米間隙效應(yīng)研究的物理基礎(chǔ)；提出了等離激元光學力和單分子捕獲、表面增強拉曼與表面增強熒光統(tǒng)一的理論，發(fā)現(xiàn)表面增強光譜的納米天線效應(yīng)，研發(fā)了針尖增強拉曼光譜系統(tǒng)，實現(xiàn)等離激元催化反應(yīng)。發(fā)現(xiàn)納米波導(dǎo)等離激元的激發(fā)、傳播、發(fā)射、與激子相互作用的物理機理和調(diào)控機制；在納米波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)光子路由器、完備的光邏輯、半加器和光邏輯的級聯(lián)。
在國際著名科學雜志發(fā)表論文300余篇，被SCI雜志引用24600余次，單篇引用超過1000次的4篇，單篇引用超過100次的57篇，h因子74。作為首席科學家或項目負責人主持了科技部重大科學研究計劃項目、國家自然科學基金重點項目、國家重點研發(fā)計劃項目、中國科學院知識創(chuàng)新工程重要方向項目等多項科研項目。他已作國際會議邀請報告60余次；作為會議主席組織了十余次國際著名學術(shù)會議，擔任多個重要國際學術(shù)會議的指導(dǎo)委員會或程序委員會委員；曾任Nanoscale和Optics?Express副主編，任National?Science?Review、Nanophotonics、Frontiers?of?Physics等期刊編委；2014-2022年連續(xù)入選Elsevier發(fā)布的中國高被引學者榜；受邀撰寫邀請綜述十余篇，包括Chemical?Reviews、Materials?Today等，受邀出版專著《Nanophotonics:?Manipulating?Light?with?Plasmons》。
