与丈夫开始在乔治亚理工学院物理系担任教授及系主任至2011年。2011年起，她返回台湾担任中央研究院原子与分子研究所所长，以及中研院和国立台湾大学物理学系合聘教授。2016年起，她开始担任中央研究院副院长。2017年起，她与陈弱水、陈铭宪、张庆瑞、管中闵等人参加国立台湾大学校长遴选，但在首轮投票时即宣告落选。
研究领域.周教授的研究领域在固态物理理论以及第一原理计算，着重在材料上的应用。近年来的研究方向包含各种一维和二维的奈米系统，以及固体储氢材料，在国际知名期刊发表过一百多篇