이동헌 교수는 스핀 큐비트(예: 다이아몬드의 질소-공극결함)를 기반으로 하는 양자센싱및 이미징 실험 전문가이다. 고체 점결함기반 스핀 큐비트를 활용하여 표준양자한계를 극복하는 양자센싱방법론 연구 및 초고감도 자기장 센싱 실험과 주사탐침현미경, 대면적 광학현미경과 큐비트를 결합하여 나노미터, 마이크로미터에서 자기장 분포를 이미징하는 연구를 주로 수행해 왔다. 최근에는 다중 큐비트 기반의 양자얽힘을 이용한 고차원 양자센싱 및 이미징 실험으로 연구 주제를 확대 발전시켜 진행 중이다. 또한, 양자센서 산업화에 필요한 소형 양자 자기장센서 제작과 산업 응용 연구도 진행 중이다.