1947年，生于山西晋城。1960年——1966年，在晋城市第一中学读书。1970年，毕业于清华大学；1973-1975年，在清华大学固体物理研究班专修。1981年，在清华大学获理学硕士学位。现任清华大学物理系教授、凝聚态物理研究所所长、清华大学材料科学与工程研究院副院长。长期从事新型功能材料的制备与物性研究。在碳纳米管的控制合成和生长机理研究方面制备出碳纳米管阵列、连续碳纳米管线，并用于构筑宏观尺度的碳纳米管结构。利用碳同位素标记的方法揭示了碳纳米管的生长机理。发展出了几种制备一维半导体纳米线及其阵列的新方法，制备出一系列化合物半导体纳米线。利用脉冲激光沉积制备出一系列氧化物、氮化物和高温超导薄膜材料。从实验上观测到磁通线穿透高温铜氧化物超导体的路径，这一结果对研究高温超导机理和提高临界电流有重要意义。

　　2003年当选为中国科学院院士。他是首位山西籍两院院士。