Основні напрями наукової діяльності кафедри:

◊ розвинення наукових основ електроніки та іоніки нанооб’єктів;

◊ започаткування базових принципів інтеркаляційної кристалоінженерії задля створення надвисокоємних пристроїв генерування, перетворення та накопичення енергії на базі дешевих, екологічно чистих природних мінералів;

◊ розробка технології формування наноструктур з матричною ізоляцією для пристроїв молекулярної енергетики та спінової електроніки;

◊ розвинення математичних методів та мікроскопічних моделей для опису явища хемосорбції та інтеркаляції; розробка методу функціонального інтегрування у теорії конденсованих систем;

◊ синтез та дослідження властивостей активованих вуглецевих матеріалів на основі рослинної сировини;

◊ розвиток інноваційних оптичних/квазіоптичних технологій та наноінженерія матеріалів;

◊ використання нанотехнологій і наноматеріалів в прикладній фізиці та телекомунікаційних пристроях;

◊ розробка технології підвищення ефективності використання анізотропних матеріалів в пристроях мікро- та наноелектроніки;

◊ комп’ютеризована розробка високоефективних комірок для керування електромагнітним випромінюванням у видимій та субтерагерцовій областях спектру;

◊ розробка та створення електро- та акусто-оптичних пристроїв керування терагерцовим випромінюванням;

◊ фізико-хімічні методи модифікації матеріалів.

За результатами науково-дослідної роботи за останні 5 років співробітниками кафедри одержано 10 патентів України на винаходи, опубліковано понад 350 наукових праць, видано 12 монографій, 4 підручники, та 5 навчальних посібників. Ряд розробок кафедри пройшли випробування на виробництві, зокрема на Чортківському цукровому заводі у виробничому сезоні 2013 року було апробовано методику дезінфекції живильної води та пригнічення сторонньої мікрофлори в дифузійній установці з використанням електрохімічно активованих водних розчинів хлориду натрію. В даний час на кафедрі виконується 3 науково-дослідні теми, з яких 1 за державним замовленням і 2 за договорами  із суб’єктами господарської діяльності.

На кафедрі є всі умови для плідної науково – дослідної діяльності викладачів та майбутніх магістрів: сучасна комп’ютерна техніка, бібліотека з багатим фондом, фахові періодичні видання університету для публікації наукових статей викладачів та магістрів. У навчальному процесі використовуються результати досліджень та розробок, проведених науковим колективом кафедри. Тематика наукових досліджень кафедри визначається бюджетними програмами прикладних розробок, а також кафедральними тематиками.

Підготовка аспірантів ведеться за спеціальностю 105 “Прикладна фізика та наноматеріали”.

Зараз на кафедрі виконуються наукові роботи щодо виконання держбюджетної тематики, а саме:

-ДБ/Імпульс «Супрамолекулярний дизайн наноструктур для надвисокоємних функціонально-гібридних накопичувачів енергії з електрохімічними і квантовими механізмами» (керівник д. т. н., с.н.с. Іващишин Ф.О.).

-ДБ/Нанокристаліт «Розробка та дослідження нового класу кристалічних нанокомпозитів із заданою анізотропією для мікро- і наноелектроніки.» (керівник д. т. н., проф. Андрущак А.С.).

-ДБ/Оптима «Створення інноваційного продукту для найефективнішого та енергоощадного використання анізотропних і наноструктурованих матеріалів в пристроях електро-, акусто- та нелінійної оптики.» (керівник д. ф.-м. н., проф. Зачек І.Р.).

Крім цього виконується проект IMAGE №778156 Програми “Горизонт-2020”.

Формування кадрового складу кафедри проводиться здебільшого за рахунок залучення кращих випускників кафедри.

Студенти залучаються до участі в науковій роботі, що проводиться кафедрою. Активно беруть участь у Всеукраїнських і Міжнародних студентських олімпіадах і науково – технічних конференціях. Загалом у науково-дослідній діяльності кафедри прикладної фізики і наноматеріалів взяло участь 35 студентів, 5 з них були задіяні для виконання держбюджетних тем, і 20 виступили на конференціях з доповідями.

Результати наукових досліджень впроваджені при викладанні лекційних курсів «Фізика і технологія наносистем», «Пристрої молекулярної енергетики нового покоління».

Впровадження результатів роботи в навчальний процес сприяє ознайомленню студентів та магістрів із новітніми технологіями, активізує їх самостійну роботу при підготовці та виконанні кваліфікаційних бакалаврських та магістерських робіт.