研究固态自旋量子体系的操控与探测方法，聚焦提高固态自旋量子传感的空间分辨率与灵敏度，目标是将固态自旋量子传感用于发现小尺度下新物理现象、探索新物理机制、发展新的测量技术等科学研究和生产活动中。当前的主要研究内容包括：1，结合光场调控与量子比特操控，发展基于氮-空位色心等固态自旋的超光学衍射极限分辨率成像与传感新技术；2，研究氮-空位色心的自旋操控与探测方法，通过相干保护、荧光增强等手段提升微纳量子传感器的灵敏度，发展极弱电磁信号测量的新方法；3，利用极高空间分辨率的量子传感，研究亚波长空间内的光与物质相互作用，探索微观尺度下材料相变等物理现象与机制。