- High-performance topological nanolasers
- Nanowire transistors and photodetectors
- Subwavelength-scale active and passive plasmonic devices
- Optical applications of low-dimensional materials
- Chronic neural recording using nanostructures

2005. 04. ~ 2007. 08. 하버드대학교 화학과 박사후연구원
2007. 09. ~ 2023. 08. 고려대학교 물리학과 조·부·정교수
2009. 04. ~ 2021. 02. 극미세나노선광소자 창의연구단 창의연구단장
2012. 11. ~ 2022. 12. 한국과학기술한림원 준회원
2013. 09. ~ 2014. 08. 하버드대학교 방문교수
2017. 02. ~ 현재 한국차세대과학기술한림원(Y-KAST) 회원, 동문회원
2017. 10. ~ 현재 고려대학교 KU-KIST 융합대학원 및 융합에너지공학과 겸임교수
2020. 01. ~ 2022. 12. 한국물리학회 포상위원회 실무이사
2022. 01. ~ 현재 삼성 미래기술연구회 7기 회원
2023. 09. ~ 현재 서울대학교 물리천문학부 정교수

2022 과학의 날 대통령표창
2021 국가연구개발 최우수성과
2020 올해의 기초연구자
2018 이달의 과학기술인상(7월)
2018 제1회 한성과학상 물리분야
2017 한국물리학회 학술상
2017 한국광학회 성도광과학상