主要从事微电子科学与技术的研究，发展了纳米器件动态原位表征技术，建立阻变存储器（RRAM）物理模型；提出并实现了高性能阻变存储器和集成的基础理论和关键技术；拓展了新型闪存材料和结构体系，提出可靠性表征新技术、物理机理和失效模型，为存储器产业发展提供关键理论和技术基础；在非易失存储器材料、器件结构、算法、电路设计、三维集成等方面取得了多项原创性成果，积累了系统的自主知识产权、培养了人才。她创建和领导的科研团队在国际非易失存储器领域具有重要国际影响。

曾获国家自然科学二等奖1项、国家技术发明二等奖3项、国家科技进步二等奖1项、北京市科学技术一等奖2项、何梁何利奖、中国真空科技成就奖、中国电子学会科学技术奖和中科院杰出成就奖等奖项等。