1.《透射电子显微学》教学
透射电镜的分析功能非常强大，可以对样品进行高分辨、衍射、衍衬、Z衬度、X射线、能损谱、电子全息等各种分析，从而获得晶体的结构、缺陷、成份、磁性等信息。如果仅仅把透射电镜作为一种放大镜工具去使用，实在是一种资源浪费。电镜室是全校的技术支撑平台，透射电镜的使用水平直接影响着全校的科研工作。遗憾的是，2008年本课程开课以前，电镜室的大部分工作仍局限于把透射电镜简单地当成放大镜，电镜室对学生只进行上机操作培训，学生没有基本的透射电子显微学知识，所以很难充分利用透镜的强大功能。
本课程的教学目的是使学生充分利用透射电镜的各种功能，为今后的科研工作奠定坚实的理论和实践基础。本课程详细讲授了透射电子显微镜的基本结构、工作原理和 各种强大的分析功能，以及透射电子显微学在材料科学中的最新应用。本课程采用理论教学和演示实验相结合的方式，使学生更加容易理解透射电子显微学。
本课程的理论教学和演示实验全部由我承担，避免了理论教学和实际操作之间的脱节。自2008年开课以来，选修过本课程的学生明显有培训快、操作能力强的特点。本课程将作为电镜室透射电镜上机操作培训的基础选修课程，要求参加上机培训的学生尽可能参加该课程的学习。
本课程是研究生院开设的公共选修课程，课程号是30810190，总学时为54学时，授课对象为全校研究生。
2.科研工作及发表第一作者文章
环境扫描电镜下ZnO纳米结构的原位生长观察研究
这是一项开创性的工作，本人在环境扫描电镜中用热台对Zn粉末加热，同时通入氩氧混合气体，使之产生化学反应，成功地原位观察到了ZnO纳米结构的生长过程。大量的实验表明：ZnO在500－600℃的温区内沿a轴[2-1-10]方向生长，在600℃以上的温区内沿c轴[0001]生长。由此创建了ZnO随温度的生长模型。相关文章发表在APL上。
在此工作基础上，本人正在承担973项目（编号：2009CB623700）中子项目－气体注入系统的搭建。该系统将多路反应气体直接注入到环境扫描电镜中的样品表面，位置控制精度1um，对晶体生长环境进行更加精确的控制。
发明了一种规模化制备超精细纳米结构的方法
通过该技术可以加工包括纳米孔和纳米光栅狭缝在内的超精细纳米结构，加工精度为1nm，穿透深度可达 300纳米，可控性及可重复性很高，可排列出任意二维阵列，在制备DNA测序器件、原子波衍射器件和单粒子探测器件中具有广泛应用。今年，IBM公司宣布介入用纳米孔技术进行DNA测序器件的研发，有望3年内出产品。相关文章发表在Nanotechnology和《电子显微学报》上，另外还获得电子显微镜学会2007年优秀论文奖。
用电子能量损失谱方法研究纳米材料的掺杂
通过电子能量损失谱分析和第一性原理计算，确定出具有室温稀磁性质的ZnO纳米带中Mn掺杂原子的化学价态为＋2价，并且Mn原子处于氧八面体的中心，而不是简单的替代Zn位（氧四面体中心）。相关文章发表在Journal of electron microscopy上。
发表文章列表
1) J. M. Zhang, C. Yu, Z. M. Liao, L. P. You, H. Q. Ye and D. P. Yu, Characterization of Mn-doped ZnO nanobelts by electron energy-loss spectroscopy. Journal of Electron Microscopy, 58，295(2009).
2) J. M. Zhang, A. Visinoiu, F. Heyroth, F. Syrowatka, M. Alexe, D. Hesse and H. S. Leipner, High-resolution electron energy-loss spectroscopy of BaTiO3/SrTiO3 multilayers. Phys. Rev. B, 71, 064108(2005).
3) J. M. Zhang, R. J. Gaboriaud, F. Heyroth, F. Syrowatka and H. S. Leipner, Electron Energy-Loss Spectroscopy Investigation of Y2O3 Films on Si (001) Substrate. Thin Solid Films, 496, 266(2006).
4) J. M. Zhang, L. P. You, H. Q. Ye, and D. P. Yu, Fabrication of ultrafine nanostructures with single-nanometre precision in high-resolution TEM. Nanotechnology, 18, 155303(2007).
5) J. M. Zhang, X. Z. Zhang, L. Chen, J. Xu, L. P. You, H. Q. Ye and D. P. Yu , In situ study of the growth of ZnO nanosheets using environmental scanning electron microscope. Appl. Phys. Lett., 90, 233104(2007).
6) 张敬民，廖志敏，尤力平，叶恒强，俞大鹏, 超精细纳米结构加工技术, 电子显微学报，Vol.26, 第3期，167(2007).
7) Z. M. Liao, K. J. Liu, J. M. Zhang, J. Xu, D. P. Yu, Effect of surface states on electron transport in individual ZnO nanowires, Physics Letters A, 367, 207(2007).
8) Z. M. Liao, Y. D. Li, J. Xu, J. M. Zhang, K. Xia, D. P. Yu, Spin-filter effect in magnetite nanowire, Nano Lett., 6, 1087(2006).
9) T. Hoche, Z. J. Shen, M. Nygren, J. M. Zhang, P. A. van Aken, F. Heyroth, R. Uecker , Internal strain formed in oxide ceramics upon spark-plasma sintering, Philos. Mag., 87, 4555(2007).
10) H. L. Lei, Y. J. Tang, J. Li, J. S. Luo, J. M. Zhang, In situ encapsulation of copper nanoparticles by the dielectric barrier discharge, Appl. Phys. Lett., 91, 113119 (2007).
11) J. M. Zhang, Application of high resolution electron energy-loss spectroscopy to ferroelectric thin films, Journal of Chinese Electron Microscopy Society, 24, (2005).
12) J. M. Zhang, B. Wang, S. J. Wang and D. Z Ma, Investigation of free volume properties in segmented copolymer PET/PEO by positron annihilation, Journal of Wuhan University, 45, 69(1999).
13) B. Wang, C. Q. He and J. M. Zhang, On the aging characterization of poly(ethylene-terephthalate) by positron annilation spectroscopy, Phys. Lett. A., 235, 557(1997).
14) B. Wang, M. Zhang, J. M. Zhang, C. Q. He et al., Compositional and temperature dependence of free volume in segmented copolymer PET/PEO studied by positron spectroscopy, Phys. Lett. A., 262, 195(1999).
电子显微镜学会优秀论文奖1项
3.电镜管理工作
管理维护环境扫描电镜（2007年6月－2008年2月）。在这9个月中，培训校内学生共54人，开放机时：环境扫描1143小时，能谱分析197小时，阴极荧光273小时。
Tecnai F20高分辨透射电镜的全部调研、文档、安装及调试工作。
Tecnai F20高分辨透射电镜实验室房间的所有设计、装修和改造工作。
电镜室内所有计算机（30台）、网络、打印机的全部日常维护工作。
4.软件开发
实验室自动管理软件LabManager
该软件解决了繁重的校内基金统计工作。通过数据库查询，用户可以随时查看机时使用及测试费情况。
透射电镜数据处理插件ImageManager
该软件具有：电镜控制（电子束及样品台），图像处理，衍射图标定，能损谱分析，数据导出，在线操作等功能，大大方便了透射电镜大量的数据处理工作。
衍射图三维重构解未知晶体结构软件MyTEM
这套软件填补了电镜室解未知晶体结构的空白。通过这套软件，可以很容易的确定出未知晶体结构的晶胞参数，并且可以确定出相应的空间群。
5.网站建设 & 电镜室实验预约系统
为了积极响应电镜室24小 时开放的规划，本人专门开发了电镜室的网站和预约实验系统。通过网站，用户可以及时了解各电镜的功能、指标参数和当前使用情况。电镜室的最新消息也将在网站公告上发布。电镜室实验预约系统已经开发完成，该预约系统大大增加了预约实验的透明度，同时也简化了电镜预约工作。网站的全部维护工作也是由我负责。
电镜室网址 http://eml.pku.edu.cn
电镜室实验预约系统网址 http://eml.pku.edu.cn/seeb.asp