1979年 - 1983年，本科就读于河北师范大学物理系。
1986年 - 1989年，攻读西南交通大学固体物理专业硕士研究生，毕业并取得硕士学位。
1994年 - 1996年，博士研究生就读于中国科学院半导体研究所，毕业并取得博士学位。
1983年，本科毕业后留校工作，先后担任河北师范大学物理系助教、讲师。
1996年，先后在日本NEC电器株式会社筑波研究所、意大利国际理论物理中心和香港科技大学物理系进行光电子器件相关性能预测研究。
2006年，担任中国科学院半导体研究所副所长、党委副书记，国家创新研究群体“半导体低维结构中的量子调控”学术带头人。
2009年，担任国家重大科学研究计划项目（973项目）首席科学家，并入选国家级“新世纪百千万人才工程”。
2011年，当选为中国科学院院士。
2011年12月 - 2018年04月，担任中国科学院半导体研究所所长。
2011年12月 - 2014年06月，担任中国科学院半导体研究所党委书记。
2015年11月21日，当选发展中国家科学院士。
2017年12月 - 2023年04月，担任中国科学院副院长。
2018年05月 - 2023年05月，担任中国科学院大学校长。
2018年06月 - 2023年05月，担任中国科学院大学党委书记。
2004年，项目《半导体纳米结构物理性质的理论研究》荣获“国家自然科学奖二等奖”。
2009年，项目《半导体低维结构光学与输运特性》荣获“国家自然科学奖二等奖”。
2011年11月，荣获“何梁何利基金科学与技术进步奖”。
2017年，项目《新型半导体深能级掺杂机制研究》荣获“国家自然科学奖二等奖”。
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