主要從事等離激元光子學(xué)、分子光譜和納米光學(xué)的研究。發(fā)現(xiàn)成對(duì)金屬納米顆粒在光場(chǎng)作用下能夠在其納米間隙中產(chǎn)生巨大的電磁場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)，是單分子表面增強(qiáng)拉曼光譜的原因，也是其它基於納米間隙效應(yīng)研究的物理基礎(chǔ)；提出了等離激元光學(xué)力和單分子捕獲、表面增強(qiáng)拉曼與表面增強(qiáng)螢光統(tǒng)一的理論，發(fā)現(xiàn)表面增強(qiáng)光譜的納米天線(xiàn)效應(yīng)，研發(fā)了針尖增強(qiáng)拉曼光譜系統(tǒng)，實(shí)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(jī)理和調(diào)控機(jī)制；在納米波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)光子路由器、完備的光邏輯、半加器和光邏輯的級(jí)聯(lián)。
在國(guó)際著名科學(xué)雜誌發(fā)表論文300餘篇，被SCI雜誌引用24600餘次，單篇引用超過(guò)1000次的4篇，單篇引用超過(guò)100次的57篇，h因子74。作為首席科學(xué)家或項(xiàng)目負(fù)責(zé)人主持了科技部重大科學(xué)研究計(jì)劃(huà)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(huà)項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目等多項(xiàng)科研項(xiàng)目。他已作國(guó)際會(huì)議邀請報(bào)告60餘次；作為會(huì)議主席組織了十餘次國(guó)際著名學(xué)術(shù)會(huì)議，擔(dān)任多個(gè)重要國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議的指導(dǎo)委員會(huì)或程序委員會(huì)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(guó)高被引學(xué)者榜；受邀撰寫(xiě)邀請綜述十餘篇，包括Chemical Reviews、Materials Today等，受邀出版專(zhuān)著《Nanophotonics: Manipulating Light with Plasmons》。
