В 1934 г. по предложению академика С.И. Вавилова в Физическом институте АН СССР была организована Лаборатория физики диэлектриков под руководством Б.М. Вула, преобразованная позднее в Лабораторию физики полупроводников, на базе которой к началу 90-х годов было сформировано Отделение физики твердого тела. Сотрудники Лаборатории (впоследствии Отделения) внесли существенный вклад в создание полупроводниковых лазеров, плоскостных диодов и транзисторов, солнечных батарей, перестраиваемых лазеров дальнего ИК диапазона на основе узкозонных полупроводников, а также других полупроводниковых приборов и устройств. Были обнаружены и исследованы сегнетоэлектрические свойства титаната бария, конденсация экситонов в электронно-дырочную жидкость, лазерная генерация субмиллиметрового электромагнитного излучения горячими носителями заряда в германии и др. Научные достижения сотрудников отделения неоднократно отмечены Ленинской и Государственной премиями.

Основные направления научных исследований:

• Теоретические и экспериментальные исследования электронных состояний в полупроводниках и наноструктурах различной размерности; влияние электромагнитного поля на электронные состояния
• Оптические и транспортные свойства гетеросистем: квантовых ям, нитей и точек; примеси и дефекты в квантово-размерных структурах
• Межчастичные взаимодействия в квазидвумерных электронных системах высокой плотности
• Квантовый эффект Холла, квантовые фазовые переходы
• Неравновесные явления в системах пониженной размерности, неравновесные фононы, кинетика быстропротекающих процессов
• Эффекты размерного квантования в металлических и аморфных полупроводниковых пленках
• Квантовые приборы, наноэлектроника, элементы квантового компьютера
• Лазеры на полупроводниковых гетероструктурах
• Сверхпроводимость в многослойных структурах диэлектрик-сверхпроводник
• Физические явления в ионно-модифицированном алмазе и гетероструктурах на его основе
• Физика сильно локализованных дефектов и примесей (включая d- и f-элементы) в алмазоподобных полупроводниках и низкоразмерных структурах на их основе
• Природа фазовых переходов и механизм сверхпроводимости в высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП)
• Оптические и туннельные исследования ВТСП
• Смешанное состояние и динамика вихревых решеток в сверхпроводниках