成功研制了人工纳米结构的铁电材料;在国际上首先发展了超快脉冲激光沉积技术;在铁电异质结构超晶格PbTiO3/SrTiO3和BaTiO3/SrTiO3的制备,微结构分析和铁电介电性质研究中获得最新的结果;首次获得了原子级成分调制的全钙钛矿氧化物超晶格,这一结果标志着氧化物制备技术取得突破,为氧化物集成电子器件的发展奠定了基础。在国际核心期刊(SCI)上发表论文79篇,其中,Nature Mater 1篇, APL22篇;作为(分)会议主席,组织国际会议9次;做国际会议邀请报告50余次;发表的论文被引用518次,其中单篇引用最高41次,引用超过10次的有18篇。获得的奖励5次,其中包括美国国家自然科学基金(NSF)(1998)Career奖,即美国总统奖,两次美国电镜与微分析学会最佳Poster奖,2次获得美国微分析学会杰出学者奖。
利用激光脉冲沉积和磁控溅射方法生长了钛酸钡、镧系钪酸盐(如GdScO3, DyScO3, PrScO3等)以及氧化锌等薄膜和多层膜,利用显微分析技术,如高分辨电镜(HRTEM)研究了各种异质结构、界面微结构、各种畴以及薄膜等。在(110)GdScO3和DyScO3衬底上首先外延生长SrRuO3,然后在SrRuO3上生长BaTiO3薄膜,通过研究不同厚度的BaTiO3与SrRuO3薄膜的显微结构及应变驰豫现象。由此发现,选择合适的衬底和控制各层的生长厚度,可以实现多功能多层氧化物单晶薄膜的可控生长。在PLD方法制备的低磷(P)-掺杂ZnO薄膜的实验中,发现了对应于施主-受主转变的发光峰,由此探讨了ZnO的p-型掺杂机理。利用磁控溅射方法制备了具有室温铁磁性的Mn和N共掺杂ZnO稀磁半导体薄膜。在(Mn, Co)共掺杂的ZnO薄膜中发现了高达95%的负磁阻(2K)和48%的正磁阻(10K)。利用磁控溅射也生长了由压电薄膜ZnO和压磁薄膜CoFe2O4或其它电介质薄膜如Al2O3构成的多层膜超晶格,并测试了它们的声学性质,这种对电场和磁场都有响应的超晶格材料在声学器件中将有主要的应用。