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主要从事大尺寸二维单晶材料的设计、制造和表征研究；特别注重新机理和新技术的探索，发展了特色的表界面调控生长和纳米光谱学表征技术。取得的代表性研究成果包括：（1）设计局域元素供应调控二维材料生长过程的新技术，实现石墨烯超快生长速度纪录，达到0.2 mm/s；（2）提出并实现米级二维单晶材料通用制备技术，成功获得已知最大尺寸的单晶铜箔库、石墨烯和氮化硼；（3）发展超高灵敏度超快纳米光谱学表征技术，揭示二维材料光纤调制器、激光器等新型器件的物理机理。近五年发表通讯作者论文40余篇，其中包括包括Nature 2篇、Nature子刊8篇、Adv Mater（8篇）、JACS（2篇）等；受邀在Chem Soc Rev、Adv Mater等撰写综述文章8篇，主编专著1部。目前担任Science Bulletin副主编、国家重点研发计划课题负责人。

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