1980年9月至1984年7月 山东大学光学系激光专业，学士
1987年9月至1990年7月 中国科学院物理研究所凝聚态物理专业，硕士
1990年9月至1994年7月 中国科学院物理研究所凝聚态物理专业，博士

1994年9月至1999年8月 日本东北大学金属材料研究所，助手
1996年6月至1997年5月 美国北卡罗来纳州立大学物理系，访问助理教授
1999年8月至2007年7月 中国科学院物理所 研究员、博士生导师、SF04研究组组长
1999年9月至2005年9月 中国科学院表面物理国家重点实验室，主任
2000年2月至2000年3月 IBM瑞士苏黎士实验室，访问教授
2005年5月 到清华大学物理系工作，历任物理系副主任、理学院院长、物理系主任
2011年至2016年 任清华大学低维量子物理国家重点实验室，主任
2013年3月至2013年5月 任清华大学校长助理、科研院院长
2013年5月至2020年11月 任清华大学党委常委、副校长
2017年12月 任北京量子信息科学研究院院长
2020年11月 任南方科技大学校长

扫描隧道显微学、表面物理、自旋电子学、拓扑绝缘量子态和低维超导电性等。

2019年，量子反常霍尔效应的实验发现，国家自然科学一等奖
2011年，薄膜/纳米结构的控制生长和量子操纵，国家自然科学奖二等奖
2004年，原子尺度的薄膜/纳米结构生长动力学，理论和实验，国家自然科学奖二等奖
2003年，北京市科学技术奖一等奖

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