科研方向

1、光和人工结构材料的相互作用；

2、量子信息，量子计算，量子传感和成像；

3、光量子芯片，基于光子芯片的人工智能和机械学习;；

4、纳米光学和光电子器件。

研究手段：理论和实验相结合。

学术成就

多年来一直致力于光子晶体和低维纳米结构的物理特性及其应用研究，探讨利用人工微纳结构调控经典和量子光场，并取得了多项创新成果：

1、首次观测到了光和声的Zitterbewegung效应，证明了相对论量子力学中一个长期的理论预言，NatureChina的研究亮点专门报道了这一工作,发表在《Nature》上的论文也对这个工作做了很好引用和评述；

2、利用单光子和纠缠双光子在实验上首次观察到了量子Talbot效应，更正了过去人们在量子成像研究方面一些错误认识;

3、首次在光子准晶中观察到了负折射现象，在12重光子准晶中发现了大的绝对光子带隙，并指出了《Nature》上一篇重要文章的错误；

4、通过严格数值模拟首先在声子晶体中观察到负折射现象，并发现了自旋子的负折射；

5、在无序动力学中率先从理论上揭示出准一维到三维的动力学交叉行为，后被实验所证实；

6、设计出了光多层石墨烯和拓扑绝缘体材料，通过严格数值模拟证明波在这些材料中传播拥有对应电子系统相类似的特性；

7、观察到了负的电子能量损失和非线性Smith-Purcell效应，在手征介质表面发现了异常光自旋霍尔效应；

8、率先在铁磁藕合双结中发现超过90%的巨隧穿磁电阻，并被实验证实；

9、利用3D打印技术制备出了metamaterials波基芯片，实现了量子搜索算法；

10、在高维量子系统中通过定量引入可控各向同性噪声方法，首次实验上精确验证了高维操控(steering)效应和噪声抑制现象。

讲授课程

讲授了多门本科生和研究生课程，如：《力学》、《高等量子力学》、《基础物理》、《数理与工程》、《物理前沿选讲》等。