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弗莱明·贝森巴赫的研究领域涵盖纳米学科的多个方面。他在过去20多年里致力于新型可变温度快速扫描探针显微术和其他各种表面敏感技术的开发和应用，已经应用于物理、化学、生物和医学等多个领域，取得了多项科技成就并对表面物理化学的发展产生了重要影响。至今为止已发表学术论文500多篇，包括Science 10篇，Nature和Nature系列期刊10篇。学术论文已被引用20000余次。他采用一阶摄动理论，利用理论和实验经验结合揭示图像的本质，通过密度泛函理论实现了表面电子结构的计算，推动了扫描隧道显微术的隧道理论概念进一步发展。发展了高分辨率快速扫描隧道显微镜AARHUS STM，实现了表面动态过程的实时观测，研究了金属和合金表面纳米催化的动态过程与本质，金属表面纳米团簇的形成和生长过程，以及纳米线的量子输运效应，揭示了表面化学催化的本质与规律，据此提出了催化剂设计的新思路，对理解多相催化做出重大贡献，并且将该技术成功用于商业催化剂的开发。他开发的快速扫描Aarhus STM已经授权给德国SPECS公司销往世界上百家科研机构，在多个领域学科发挥着重要作用。