Основные направления фундаментальных научно-исследовательских работ института относятся к приоритетным направлениям развития науки и техники и критическим технологиям федерального уровня, утвержденным правительством РФ, включая:
- фундаментальные исследования;
- информационные технологии и электроника;
- производственные технологии;
- новые материалы и химические продукты.
В этой области институт выполняет исследования и разработки в следующих направлениях:
- физика нанотранзисторов и наноструктур с низкой размерностью (квантовые провода, квантовые точки) и методы их создания;
- математическое моделирование и теория процессов переноса, туннелирования и квантоворазмерных эффектов в субмикронных и нанометровых полупроводниковых микроструктурах;
- физические основы функционирования квантовых компьютеров, квантовая информатика и квантовая криптография;
- исследования наномагнетиков методом гамма-резонансной спектроскопии во внешних переменных магнитных полях; математическое моделирование и теория процессов перемагничивания и токопереноса в ферромагнитных многослойных структурах и сверхрешетках;
- синтез и исследование фазовых превращений в тонких и сверхтонких пленках и в многослойных структурах для микро- и наноэлектроники; теория и математическое моделирование процессов электромиграции и роста микрополостей при протекании тока в тонких металлических пленках;
- физика низкотемпературной плазмы молекулярных реактивных газов и взаимодействия плазмы с материалами микроэлектроники; теория и математическое моделирование газодинамических и химических процессов в потоках реагирующих газов, радиационного и конвективного теплообмена, химической кинетики на поверхности;
- рентгено-дифрактометрия для анализа структурного совершенства многослойных систем с нанометровым разрешением на больших расстояниях от поверхности; исследования наношероховатостей поверхности и межслойных границ методом отражения рентгеновских пучков;
- физика генерации интенсивного некогерентного вакуумного ультрафиолетового излучения и исследование фотохимических процессов под воздействием ВУФ-излучения;
- методы формирования высокоинтенсивных, низкоэнергетических и широкоапертурных ионных пучков из металлоорганических соединений и исследование процессов осаждения тонких пленок из ионных пучков.
