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  朱棣文出生在美國的密蘇里州聖路易斯,畢業於Garden City高中。他1970年於羅切斯特大學獲學士學位,1976年於加州大學伯克利分校獲物理學博士學位,在這期間,他獲得國家科學基金會博士預備生獎學金。2011年,獲得紐約大學理工學院工學榮譽博士學位,並在紐約大學理工學院第156屆畢業典禮致辭。  朱棣文生於學者之家。他的父親朱汝瑾在麻省理工學院獲得化學工程博士學位,並且任教於聖路易斯華盛頓大學以及布魯克林工學院(現紐約大學理工學院),被選為中研院院士,而他的母親李靜貞學習經濟學。外祖父李書田在康奈爾大學獲得土木工程博士學位,中國近代水利工程科學的開拓者之一,曾任北洋大學工學院院長。他母親的伯父是著名的物理學家李書華,在索邦大學獲得物理學博士,曾擔任中華民國教育部部長並於1948年當選中研院院士。他的哥哥(Gilbert Chu)是斯坦福大學一名生物化學及醫學教授。他的弟弟(Morgan Chu)是 LLP法律公司的股東之一併且曾擔任過事務所聯合經營合夥人。至於其他家人,他的兩個兄弟以及四個堂(表)兄弟姐妹獲得三個醫學博士學位(M.D.),四個哲學博士學位(Ph.D),以及一個法學博士學位(J.D.)。1997年,他與Jean Fetter結婚,他的太太是一位英國裔的美國人,並且是畢業於牛津大學的物理學家。他有兩個兒子,Geoffrey和Michael,為他的前妻Lisa Chu-Thielbar所生。

  朱棣文於1976年取得美國加州大學柏克萊分校物理學博士學位,1993年獲選為美國國家科學院院士,1997年以關於原子和粒子的鐳射冷卻的研究,獲得當年的諾貝爾物理學獎,成為繼楊振寧、李政道、丁肇中後,第四位榮獲諾貝爾物理學獎的華人,時年四十九歲。亦是斯坦福大學物理學教授、中華民國中央研究院院士、中華人民共和國中國科學院外籍院士、加州大學華裔學者協會創會理事以及曾為哈佛大學校長候選人之一。  2004年8月,出任勞倫斯伯克利國家實驗室主任。實驗室隸屬於美國能源部,是美國曆史最悠久的國家級研究室。在朱棣文的領導下,勞倫斯伯克利國家實驗室已經成為生物燃料和太陽能技術的研究中心。他牽頭在實驗室的Helios計劃,該計劃旨在開發利用太陽能發電作為可再生能源的來源,用於運輸。  2008年12月15日,美國當選總統巴拉克·奧巴馬提名朱棣文出任能源部部長。2009年1月21日,朱棣文宣誓就任能源部部長,他是繼前勞工部部長趙小蘭後,第二位出任美國內閣首長的華人,更是首位擔任美國內閣首長的諾貝爾獎得主。朱棣文負責美國聯邦政府能源政策制定,能源行業管理,能源相關技術研發、核武器的研製和管理,防止核擴散等重要工作。美國政府未來在制訂能源政策時,將面對前所未有的挑戰,能源部部長將擔當一個更加重要的角色,而朱棣文被認為是肩負這項重任的理想人選。

  

  朱棣文支援更多的研究可替代能源與核能,認為必須用其替代現有的化石燃料來對抗全球變曖。在“2009國家科學杯”競賽中,他強調了理工科學生未來對環境規劃和全球倡議的重要性,說道,一座普通煤電站所造成的輻射危害超過一座核電站的一百倍。  朱棣文同時警告說,本世紀內全球變暖將會徹底摧毀加利福尼亞的農業。  他還加入到了哥本哈根氣候委員會——這一國際間的商務和科技合作機構,這為2009年哥本哈根世界氣候大會創造良好的契機。  朱棣文在說服投標組建新的能源生物科學研究所上發揮著重大的作用。該研究所由英國石油公司投資5億美元由美國加利福尼亞大學伯克利分校、勞倫斯·伯克利國家實驗室以及伊利諾伊大學香檳分校共同領導實施成立的。然而這一事件卻引起了加州大學伯克利分校的一片爭議。許多人都擔心此項聯合有可能影響學校學術獨立性的名聲。  依據他在加州大學伯克利分校的部分研究工作,朱棣文推測了一個全球性的“葡萄糖經濟”,一個低碳經濟的一種形式,可以取代目前的系統。在未來,特殊品種的高葡萄糖植物在熱帶地區生長,進行處理,然後將運該化學品運到其他國家,好像今天的石油一樣。《聖彼得堡時報》表示,朱棣文的概念“以應對全球變暖的所需的規模顯示了遠見”。

  朱棣文於1995年獲得了德國洪堡基金會的洪堡獎。在1997年他與克勞德·科恩·譚諾蒂齊和威廉·丹尼爾·菲利普斯因發明了“用鐳射冷卻和俘獲原子的方法”共獲諾貝爾物理學獎。朱棣文現為美國國家科學院院士、美國藝術和科學院院士、美國物理學會會員、中華民國中央研究院院士、中國科學院外籍院士以及韓國科學技術研究院外籍院士。  在2007年,朱棣文在波士頓大學畢業典禮上發表了重要演說,並獲得該校榮譽博士學位。位於加利福尼亞核桃溪市伯克利西部的《Diablo》雜誌在2009年四月刊評選朱棣文博士為該年度"生態大獎"得主。緊接著在2009年哈佛大學的畢業典禮上被授予榮譽博士學位。在2011年,他在紐約大學理工學院也被授予榮譽學位,這是他的父親曾教了好幾年的同一機構。2012年5月於賓州州立大學的畢業典禮上致詞並被授與榮譽博士學位。  2018年10月,教宗方濟各任命朱棣文為宗座科學院院士。

  2009年1月20日,美國聯邦參議院無異議通過朱棣文擔任能源部長的提名,並在2009年1月21日宣誓就任奧巴馬新一任政府的能源部長一職。朱棣文是首位擔任美國內閣首長的諾貝爾獎得主,同時也是繼前勞工部長趙小蘭後,第二位出任美國內閣首長的華人。  但是,他的科學工作仍在繼續,包括了在2010年2月發表一篇論文關於重力紅移在"《自然》"雜誌(463,926-929)上,第二篇共同撰寫的論文發表於2010年7月。  在2011年3月,朱棣文說,聯邦監管機構不應該因為福島第一核電站災難,而拖延審批計劃的美國核電廠的建設許可證。“我認為這些東西可以繼續。”朱棣文在國會山告訴記者,他指的是在美國核能管理委員會的待審批的建設許可證申請。  在奧巴馬總統對國會發表2013年國情諮文時,朱棣文部長因被選為指定倖存者而無法參加。

  2019年2月22日就任美國科學促進會主席。
朱棣文(英語:Steven Chu,1948年-2月28日),美國華人物理學家,祖籍江蘇太倉,出生及成長於美國聖路易斯;因「發展了用鐳射冷卻和捕獲原子的方法」而獲得1997年諾貝爾物理學獎。前任美國能源部部長。2013年2月1日宣佈即將離職,但將留任至續任者獲得同意上任為止。