Christian Lukas Degen (* 9. August 1976 in Zürich, heimatberechtigt in Zürich und Oberwil, BL) ist ein Schweizer Physiker und Hochschullehrer. Er ist Professor für Spinphysik am Departement Physik der ETH Zürich. Seine Forschung betrifft Kernspinresonanz, Quantenmetrologie, Rastersondenmikroskopie und Nanomechanik. Bekannt wurde er insbesondere durch Arbeiten zur nanoskaligen Magnetresonanzbildgebung, zur Quantensensorik mit einzelnen Spins in Diamant und zur Entwicklung von Verfahren für Magnetresonanzspektroskopie und Feldabbildung auf der Nanometerskala.^[1][2]

Zu seinen frühen wichtigen Beiträgen zählen die dreidimensionale magnetresonanzkraftmikroskopische Abbildung von Kernspins mit einer Auflösung von wenigen Nanometern sowie der Vorschlag eines Rastermagnetometers, bei dem ein einzelnes NV-Zentrum in Diamant als atomar kleiner Magnetfeldsensor dient.^[3][4] Spätere Arbeiten seiner Gruppe übertrugen Konzepte der hochauflösenden NMR auf einzelne oder kleine Cluster von Kernspins und entwickelten Quantensensoren zugleich für die Untersuchung elektronischer Transportprozesse weiter.^[5][6]

Degen studierte von 1996 bis 2001 interdisziplinäre Naturwissenschaften an der ETH Zürich und schloss das Studium als Diplom Naturwissenschaftler ab. Von 2001 bis 2005 promovierte er an der ETH Zürich in physikalischer Chemie. Seine Dissertation entstand in der Arbeitsgruppe von Beat Meier und beschäftigte sich mit Magnetresonanz.^[7][2]

2006 wechselte er als Postdoktorand und Stipendiat des Schweizerischen Nationalfonds an das IBM Almaden Research Center in Kalifornien. Dort arbeitete er bis 2008 in der Nanoscale Studies Division an hochempfindlicher Kraftdetektion und Magnetresonanzkraftmikroskopie. 2008/2009 war er Gastwissenschaftler an der Universität Leiden.^[7]

2009 wurde Degen Tenure-Track-Assistenzprofessor am Department of Chemistry des Massachusetts Institute of Technology (MIT).^[2] 2011 kehrte er mit seiner gesamten Arbeitsgruppe als Tenure-Track-Assistenzprofessor für Spinphysik an die ETH Zürich zurück. 2017 wurde er zum ausserordentlichen Professor mit Tenure ernannt und 2020 zum ordentlichen Professor für Spinphysik befördert.^[7][8]

Von 2017 bis 2019 und erneut von 2021 bis 2023 leitete Degen das Laboratorium für Festkörperphysik der ETH Zürich; von 2019 bis 2021 war er dessen stellvertretender Leiter.^[7] 2018 war er an der Gründung des auf Quantensensorik spezialisierten ETH-Spin-offs QZabre AG beteiligt.^[7]

Degens Forschung verfolgt das Ziel, magnetische Resonanz und Quantensensorik auf Längen-, Mengen- und Zeitskalen anzuwenden, die mit konventionellen Magnetresonanzverfahren nur schwer zugänglich sind. Methodisch lassen sich seine Arbeiten in mehrere miteinander verbundene Forschungsrichtungen gliedern: mechanisch detektierte Magnetresonanz und Nano-MRI, Quantensensorik und nanoskalige NMR mit NV-Zentren sowie rasternde Quantensensorik für Festkörper- und Materialphysik.

Christian Degen ist verheiratet mit Miriam Steiner Degen und hat drei Kinder. Er lebt in Zürich.

• 2006: Prospective Researcher Fellowship des Schweizerischen Nationalfonds.^[7]
• 2007: Rayond Andrew Prize des Groupement AMPERE für seine Dissertation Magnetic Resonance Force Microscopy: NMR Spectroscopy on the Micro- and Nanoscale.^[9]
• 2009: Professorship Award des Schweizerischen Nationalfonds; Degen nahm die mit 1,5 Millionen Schweizer Franken ausgestattete Förderung nicht an.^[7]
• 2009: Cozzarelli Prize der Proceedings of the National Academy of Sciences für die Arbeit Nanoscale magnetic resonance imaging.
• 2012: ERC Starting Grant des European Research Council in Höhe von 1,5 Millionen Euro.^[7][10]
• 2018: ERC Consolidator Grant in Höhe von 2,5 Millionen Euro für das Projekt IMAGINE (Non-Invasive Imaging of Nanoscale Electronic Transport).^[11]
• 2020: Visiting Fellow des Weizmann Institute of Science.^[7]
• 2024: Dandelion Entrepreneurship Award für das Departement Physik der ETH Zürich. Die Auszeichnung würdigt Hochschullehrer, die unternehmerische Aktivitäten von Studierenden und wissenschaftlichen Mitarbeitern fördern.^[12]
• 2025: ERC Proof of Concept Grant für das Projekt PHOTONCHIP (Photonic Integrated Circuit for Single Emitter Detection).^[13]

• Christian L. Degen: Scanning magnetic field microscope with a diamond single-spin sensor. In: Applied Physics Letters. Band 92, 2008, 243111, doi:10.1063/1.2943282.
• Nanoscale magnetic resonance imaging. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 106, Nr. 5, 2009, S. 1313–1317, doi:10.1073/pnas.0812068106.
• One- and Two-Dimensional Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy with a Diamond Quantum Sensor. In: Physical Review Letters. Band 116, 2016, 197601, doi:10.1103/PhysRevLett.116.197601.
• Quantum sensing. In: Reviews of Modern Physics. Band 89, 2017, 035002, doi:10.1103/RevModPhys.89.035002.
• Quantum sensing with arbitrary frequency resolution. In: Science. Band 356, 2017, S. 837–840, doi:10.1126/science.aam7009.
• Three-Dimensional Nuclear Spin Positioning Using Coherent Radio-Frequency Control. In: Physical Review Letters. Band 121, 2018, 170801, doi:10.1103/PhysRevLett.121.170801.
• Tracking the precession of single nuclear spins by weak measurements. In: Nature. Band 571, 2019, S. 230–233, doi:10.1038/s41586-019-1334-9.
• Imaging ferroelectric domains with a single-spin scanning quantum sensor. In: Nature Physics. Band 19, 2023, S. 644–648, doi:10.1038/s41567-022-01921-4.
• Multidimensional Spectroscopy of Nuclear Spin Clusters in Diamond. In: Physical Review Letters. Band 132, 2024, 133002, doi:10.1103/PhysRevLett.132.133002.
• Observation of current whirlpools in graphene at room temperature. In: Science. Band 384, 2024, S. 465–469, doi:10.1126/science.adj2167.
• Quantum magnetometry of transient signals with a time resolution of 1.1 nanoseconds. In: Nature Communications. Band 16, 2025, 822, doi:10.1038/s41467-025-55956-1.

• Christian Degen beim Departement Physik der ETH Zürich
• Spin Physics Group an der ETH Zürich
• ORCID-Profil
• Christian Degen: Nanoscale Magnetic Resonance Imaging. Einführungsvorlesung. Videoportal der ETH Zürich, 20. September 2011.
• Curriculum Vitae auf der Website der Universität Leipzig