主要从事超快光谱学研究，面向复杂量子材料与低维半导体中的关键物理问题，发展并应用超快光谱与超快显微技术，从时间、空间、能量、动量等多个维度研究极短时间尺度内激发态的产生、分离、弛豫、输运及耦合行为，系统揭示载流子与激子动力学背后的微观物理机制，并进一步探索复杂多体激发态的形成与调控规律。近年来，围绕“激发态如何产生、分离和输运”“决定这些动力学的微观耦合机制是什么”以及“低维体系中如何实现复杂激子与多体耦合态调控”等核心科学问题，逐步形成了以超快激发态动力学为主线、以低维量子材料与新型半导体为对象、以方法创新与机制揭示并重的系统性研究体系。在Nature、Science、Nature Nanotechnology、Nature Photonics、Nature Energy、Nature Communications等期刊发表SCI论文100余篇，他引5000余次，h因子40，先后承担国家自然科学基金项目、科技部重点研发计划项目等。