许宁生长期从事真空微纳电子学研究工作，主要开展了新型场发射冷阴极和真空微纳电子源阵列器件的基础研究，以及它们在功能器件上应用的探索性研究。研究了大面积金刚石及相关薄膜场发射特性和机制，发展了物理解释模型，并研究了类金刚石薄膜在真空微电子源阵列的应用。研究了纳米冷阴极场发射的应用基础问题，发展了纳米冷阴极材料可控生长及电子源阵列制作的技术，并研制出新型纳米冷阴极原理型器件。研究发展了“金属－绝缘体－金属”微结构电子发射模型和印刷型冷阴极电子源制备技术。