1985年，参与筹建电子材料研究实验室，姚熹担任实验室主任。同年获得美国陶瓷学会“罗恩・科芬・珀迪”奖（Ross Coffin Purdy）奖。

1989年，当选为国际陶瓷科学院首批院士。

1990年，被法国国家研究中心固态化学研究所聘请为高级研究员。

1991年，当选为中国科学院学部委员（技术科学部）。

1993年，西安交通大学电子与信息工程学院成立，姚熹担任首任院长。同年，当选为国际铁电学顾问委员会委员，并倡议成立亚洲铁电学协会，当选为首任主席。

1995年，受聘为新加坡南洋理工大学访问教授。

1997年，获得何梁何利科学技术进步基金奖。同年，当选亚太材料科学院院士。同年，进入同济大学任教，并担任同济大学功能材料研究所所长。

2001年，当选为美国陶瓷学会会士。

2002年，获得美国IEEE铁电学成就奖。同年，参与发起召开亚洲电子陶瓷会议（AMCE），组建了亚洲电子陶瓷协会（AECA），担任顾问委员会主席。

2007年2月，当选为美国工程院外籍院士。

姚熹主要从事电子陶瓷材料与器件的研究工作，在双晶和多晶界面的研究中发现了陶瓷晶粒的压电共振现象，并采用计算机电路模拟方法，计算出了晶粒大小和取向都随机分布的多晶聚集体的介电频谱，其结果与实验十分吻合。对铁电体中的极化弛豫现象进行了系统研究，发现了微畴－宏畴转变、电场诱导纳米结构调整以及超顺电状态等一系列新现象。

1980年姚熹成功地用热压方法制备了各种铌酸锂双晶，研究了双晶界面的结构及晶界对于材料介电性质的影响，提出了双晶界面上的势垒结构及其界面模型，发现了极化矢量相互对接的双晶界面起着阻滞晶体压电谐振的作用。根据对多晶陶瓷介电频谱的测量发现了电子陶瓷中的晶粒压电共振现象，证实了50年代电介质物理学家麻省理工学院Von Hippel教授提出的铁电陶瓷中的晶粒压电共振效应的猜想。1983年他用计算机电路模拟方法，计算出了晶粒大小和取向都随机分布的多晶聚集体的介电频谱，其结果与实验十分吻合。为此，他获得了美国陶瓷学会1985年的Ross奖。

姚熹对弛豫型铁电体进行了长期而系统的开拓性研究。1960到1965年期间，他与苏美等国科学家大体同步研究了钛酸锶铋陶瓷的介电行为与极化弛豫现象，提出了铁电现象可能与晶体中的缺陷和离子型极化弛豫有关，其间可能存在着某种中间过渡状态。1982年他利用在偏置电场下测量锆钛酸镧铅（PLZT）的介电温谱和极化—去极化行为，通过反复、大量、细致的实验，从司空见惯的介电频谱的细微变化中发现了一种新的反常弥散，提出了在化学组成复杂的铁电体中存在着线度为数十纳米的极性微畴，这种微畴在偏置电场作用下可以通过热激活转变为通常的铁电畴，并将这种转变称之为“微畴—宏畴”转变（Micro-Macro Domain Transition），并提出了铁电晶体中的“纳米非均匀性”这一重要概念，之后中国科学院上海硅酸盐研究所和美国里海大学（Lehigh Univ. ）材料研究中心分别用高分辨率透射电镜直接在多种弛豫型铁电体中观察到了微畴，证实了有关微畴的设想。以姚熹为首的研究组又通过偏置电场下X射线衍射、小角度光散射和电诱双折射等随着温度的变化观察到了“微畴—宏畴转变”所导致的微小结构变化。1989年美国宾州州立大学又用透射电镜直接观察到了“微畴—宏畴转变”，至此姚熹所提出的“微畴—宏畴转变”机制被世界铁电学界广泛认可和接受。1985年根据弛豫型铁电体方面的研究成果，姚熹与克罗斯提出了有关超顺电态的设想，认为广泛弥散着的微畴在一定的温区被激活后就是在电磁对偶关系中唯一尚未发现的超顺电态。这一观点已得到铁电学界越来越广泛的实验支持，并导致了对可逆（可开关）热释电效应、压电效应等一系列新现象的研究，这些新现象对发展机敏材料有重要的应用前景。在对弛豫型铁电体的研究过程中，姚熹与张良莹教授还发展了一种独特的测量电介质超慢极化弛豫的研究方法——线变电太法，这一技术1986年获中国电子工业部科技成果二等奖。1986年姚熹在微畴—宏畴转变现象的启发下，提出了在纳米尺度上把不同的材料复合起来，可以创造出性能优异的新材料的设想。1986年初，姚熹向国家教委和国家科委提出了有关发展纳米复合功能材料的建议，他的建议很快被采纳。同时他积极参与制定和实施中国高技术新材料发展计划（863计划），把精细（纳米）复合功能材料研究作为材料科学方面探索性较强的一个前沿研究方向列入了该计划。

截至2016年11月，姚熹出版《电介质物理学》、《精细功能陶瓷》等专著7本，在中国国内外学术刊物上发表了学术论文500多篇，其中400余篇被SCI、EI收录。

姚熹作为课题负责人，在七.五、八.五和九.五期间主持负责了国家自然科学基金重大项目、重点项目、面上项目和863计划新材料研究领域项目及国际合作项目二十余项，先后获得得了国家自然科学二等奖（2015年）和多个省部级奖。

截至2016年11月，姚熹已培养了博士生60余名，硕士生80余名。其中2003年，指导博士生包定华的毕业论文《溶胶凝胶制备的成份梯度铁电薄膜的基础研究》被评为全国百篇优秀博士学位论文；2007年，指导博士生魏晓勇的毕业论文《钛锡酸钡铁电陶瓷的介电性能及电场可调机理研究》被评为全国百篇优秀博士学位论文；2012年，指导博士生周迪的毕业论文《新型铋基低温烧结微波介质陶瓷研究》提名全国百篇优秀博士学位论文奖。

1985年姚熹获得陕西省优秀教师称号。1994年被全国教育工会授予“三育人”先进个人荣誉称号。

姚熹是中国在铁电陶瓷研究方面的主要奠基人之一，并被国内外同行看成是中国在这一领域的学术带头人和代表。学术造诣深，知识面广，学术思想敏锐，研究工作洞察力强，在国内外学术界有相当的影响。（《中国科学报》评）

姚熹关于“微畴的发现是铁电体研究中的一个重大事件，在理论和应用方面均将产生重大影响”。（美国工程院院士、铁电学家克罗斯教授称）

“姚熹铁电奖学金”是姚熹教授在七十寿辰之际设立的永久性奖学金，以激励后来学子发奋学习、报效祖国。奖励对象为西安交通大学铁电研究领域中积极创新、成绩优良的在读博士和硕士研究生。