主要从事开发新型电子束扫描成像技术及其在表面科学与催化科学中的应用研究，拥有10年以上的真空差分设计与电子显微镜扫描成像技术开发实绩。基于自主发展的原位观测方法，在金属催化剂表面上低维纳米材料演化行为与机理、表界面化学振荡等领域取得了系列创新性研究成果。开创了在极端环境下（高温、近常压小分子与腐蚀性气氛）具有表面原子级敏感的实空间实时成像表征方案；精确测量了化学气相沉积过程中二维材料的堆垛次序、层间作用力、生长与拼接行为等可精确操控材料结构性质的关键参数；揭示了金属表面催化反应进程中的产物转化率与时空斑（spatiotemporal patterns）行为之间的构效关系；以扫描电子束成像手段为桥梁，开发了表界面的多重多尺度原位观测手段，并尝试弥合了长期困扰表面实验科学中的三大鸿沟问题。