Відділ був створений у 1976 роц і завідував ним до 1999 року доктор технічних наук, професор Григорій Васильович Пляцко. У 1975 році за комплекс наукових досліджень по розробці оптимальних теплових режимів локального відпуску зварних з'єднань конструкцій оболонкового типу особливого призначення йому у складі колективу авторів була присуджена Державна премія України в галузі науки і техніки. З 1975 року Г.В.Пляцко керував цільовими дослідженнями згідно з програмою спільних робіт між Міністерством машинобудування і Академією наук України в галузі гідроакустики. Проф. Г.В.Пляцко з 1985 р. до 1990 р. був членом робочої групи, яка за замовленням Міністерства авіаційної промисловості проводила дослідження і розрахунки режимів заморожування і відігріву аеродинамічної труби, а також розрахунки на міцність її вузлів. Г.В.Пляцко був також координатором аналітичних і експериментальних досліджень процесів формування та поширення акустичних сигналів пружними об'єктами, які виконувались на замовлення Міністерства машинобудування. Співробітники відділу впродовж багатьох років традиційно займаються розробкою лазерних методів модифікації структури і властивостей поверхневих шарів широкого класу матеріалів. За цей час опубліковано понад 500 наукових праць і отримано 20 авторських свідоцтв СРСР на винаходи та 10 Патентів України. З 1999 до 2014 року завідувачем відділу був доктор фізико-математичних наук Кияк Степан Григорович. У 2014 році завідувачем відділу було обрано доктора фізико-математичних наук Поповича Дмитра Івановича.

Співробітники відділу впродовж 40 років займаються розробкою лазерних методів одержання і модифікації структури та властивостей тонких шарів та нонопорошків твердотільних матеріалів. За цей час опубліковано понад 400 наукових праць і отримано 20 авторських свідоцтв на винаходи та вісім Патентів України.

Основні напрямки наукових досліджень:

• Теоретико-експериментальні дослідження імпульсного лазерного відпалу металів і сплавів та зняття механічних напружень зі зварних швів (Пляцко Г.В., Жировецький В.М., Мойса М.І.).
• Теоретико-експериментальні дослідження процесів поширення та відбивання акустичних хвиль від модельних та природних об’єктів в морському середовищі (Пляцко Г.В., Торський А.Р, Демчук В.І., Вус Б.С., Жировецький В.М.).
• Дослідження термодинамічно нерівноважних процесів і станів в напівпровідникових фототропних склах з метою ство­рення на їх основі елементів управління параметрами лазерного випромінювання (Пляцко Г.В., Котлярчук Б.К.).
• Вивчення процесів і фізичних закономірностей формування бар’єрних р-n структур в напівпровідникових матеріалах (Кияк С.Г., Савицький Г.В., Бончик О.Ю.).
• Дослідження фазових та концентраційних нестійкостей, зумовлених дією потужного лазерного випромінювання та електричного поля в окислах ванадію з метою розробки оптично керованих порогових ключів кріо- та оптоелектроніки. (Пляцко Г.В., Котлярчук Б.К.)
• Дослідження взаємовпливу потужного лазерного випромінювання та фізико-механічних полів різної природи на процеси дефектоутворення, структурних трансформацій та модифікації електрофізичних властивостей вузькозонних напівпровідникових матеріалів з метою розробки нових променевих технологій формування функціональних елементів інфрачервоної оптоелектроніки (Котлярчук Б.К., Загіней А.О.).
• Дослідження газодинамічних процесів утворення та переносу лазерної ерозійної плазми багатокомпонентних сполук халькогенідів кадмію і ртуті та металооксидів у хімічно активному просторі. Вивчення закономірностей епітаксії та структуроутворення тонких плівок цих сполук з лазерної плазми в автономному квазізамкнутому реактивному просторі (Котлярчук Б.К., Попович Д.І., Пйонтко В.Я.).
• Вивчення процесів формування тонких шарів люмінофорних оксидних та нітридних матеріалів з лазерної ерозійної плазми в квазізамкнутому реактивному просторі та дослідження їх структури і властивостей (Попович Д.І., Савчук В.К., Середницький А.С.).
• Теоретико-експериментальні дослідження процесів формування нанопорошкових оксидних матеріалів та вивчення їх структури і властивостей для використання в сенсорах газів (Попович Д.І., Середницький А.С., Венгрин Ю.І.).
• Математичне моделювання процесів формування структури та електронних властивостей нанокластерів оксидних матеріалів методом теорії функціоналу густини (Попович Д.І., Бовгира Р.В.).
• Моделювання методом молекулярної динаміки процесів формування морфології росту та структури нанокластерів металооксидів сформованих з лазерної ерозійної плазми в хімічно-активному середовищі (Попович Д.І., Савка С.С.).
• Створення спектрозсувних покрить для фотовольтаїчних елементів та розробка технології одержання наноматеріалів квантових комп’ютерів ( Попович Д.І., Лесюк Р.І.).

Г.В.Пляцко обговорює зі співробітниками відділу В.М.Максимовичем, Є.В.Новосадом та Б.К.Котлярчуком результати експериментальних досліджень (1976 р.).

Колектив відділу (2023 р.)

Серед найважливіших результатів, отриманих співробітниками відділу при розробці фізичних основ і методів модифікації мате-ріалів лазерними та іонними потоками, слід відзначити наступні:

• Сформовано базові уявлення та встановлено закономірності протікання таких нерівноважних фізичних процесів:
  • формування температурних полів в зоні дії світлових та іонних потоків, рельєфу поверхні опромінених матеріалів, профілів розподілу домішок за глибиною модифікованих шарів, дисипативних та періодичних структур в нерівноваж¬них умовах інтенсивного світлового збудження;
  • сегрегації домішок та сухої очистки поверхні напівпровід-ників та діелектриків;
  • гетерування та контрольованого введення дефектів;
  • зміни структури і компонентного складу захисних та відновлюючих покрить; формування поверхневих електронних станів(в т. ч. адсорб-цій¬них) в наноструктурованих матеріалах та структурах на їх основі.
• Розроблено і створено лазерний технологічний комплекс багато цільового призначення для реалізації нових технологічних процесів:
  • виготовлення напівпровідникових легованих шарів субмі-крон¬ної товщини із заданими властивостями;
  • швидкого лазерного та фотонного відпалу іонно-імпланто-ваних шарів.

Проведено наладку та забезпечено функціонування комплексу оригінального наукового обладнання на основі спектрофотометра UV-3600i plus (Shimatsu, Японія) та спектрофлуориметра FS-5 (Edinburg, Великобританія) для досліджень широкого спектру оптико-люмінесцентних властивостей твердотільних матеріалів.

Застосування розроблених методик лазерної модифікації мате-ріалів слугує основою при розробці та виготовленні:

• високоефективних фотоперетворювачів, чутливих в ІЧ-ді-лянці спектру;
• газосенсорних систем;
• матеріалів нано-оптоелектроніки.

Співробітники відділу проводять оптико-люмінесцентні дослідження наноматеріалів
(А.С. Середницький, Ю.І. Венгрин, Р.В. Бовгира, 2023 р.).

Наукові результати досліджень, які стосуються лазерного модифікування газотермічних покриттів, впроваджені на Державному підприємстві "Газотермік" для підвищення довговічності деталей гідравлічних систем транспортної техніки. Рекомендації щодо підвищення довговічності алюмінієвих сплавів прийняті до практичної реалізації АНТК "Антонов" і є перспективними для більш широкого використання в інших галузях промисловості.

За цикл наукових праць "Розроблення, дослідження і впровадження електрометалізаційних відновних і захисних покриттів" у 2008 р. авторський колектив, до складу якого входила Г.В.Похмурська, був відзначений премією ім.Г.В.Карпенка НАН України.

Співробітники відділу отримали низку міжнародних грантів УНТЦ (№№590, 613, 1709, 5032, а також грант НФДУ( №2020.01/0331).

За тематикою досліджень співробітниками відділу налагоджені наукові контакти з Інститутом фундаментальних проблем техніки у Варшаві та Інститутом металургії та інженерії матеріалів у Кракові Польської Академії Наук; навчально-науковим центром мікроелектроніки та нанотехнологій у Жешуві (Польща); Лювенським Католицьким Університетом (Бельгія), Федеральною державною бюджетною освітньою установою вищої професійної освіти «Національним дослідницьким Томським державним університетом» (Росія), науково-виробничим підприємством "Карат" у Львові.

За результатами досліджень з основних наукових напрямків відділу захищено чотири докторські (Г.В.Пляцко, С.Г.Кияк, В.В.Гафійчук, Г.В.Похмурська, Д.І.Попович) і шіснадцять кандидатських дисертацій (В.М.Максимович, Є.В.Новосад, Б.К.Котлярчук, О.О.Чабаненко, Г.В.Савицький, О.Ю.Бончик, Б.С.Вус, В.І.Демчук, А.О.Загіней, В.К.Савчук, Р.І.Лесюк, А.С.Середницький, Р.В.Бовгира, С,С.Савка, Ю.І.Венгрин, І.А.Могиляк).