1992年在南开大学获得物理学学士学位，其后分别获得中科院上海光机所的光学硕士学位(1995)和力学所的力学博士学位（1999）。
迄今共发表SCI论文160余篇【包括 Phy. Rev. Lett.（23篇），Phy. Rev. B/A/E/M(70余篇)，Nature子刊（5篇），影响因子>10的顶级期刊论文（10余篇）,等】，在反常输运、硅烯、石墨烯、拓扑材料与物性等领域的研究成果具有重要国际影响并被同行包括多位诺贝尔奖获得者广泛引用，共被SCI引用11500余次，目前每年引用2000余次，单篇最高引用1300余次，5篇论文引用超过500次，H指数48，并入选科睿唯安物理领域“高被引科学家”名单【物理学科 2018 年全球共 211 人】。曾在美国 APS、MRS年会等国际重要会议多次作邀请报告。承担过多项国家基金面上项目、基金委重点项目、创新研究群体项目、国家重点研发计划、973计划和量子调控等项目。
针对材料中贝里相位效应相关的关键科学问题，率先发展了反常输运物理量与拓扑不变量的第一性原理计算方法，并系统地应用于反常输运和拓扑物性的研究。是第一性原理研究反常输运现象的开拓者之一，关于反常输运的部分成果被写进了教科书；同时引领了硅烯等二维拓扑材料的研究，所提出的理论模型被冠名，等等。这些原创成果加深了人们对真实复杂材料中新奇量子现象的理解，加速了新量子态材料的发现，推动了凝聚态和计算物理相关领域的发展。
