База научных исследований построена на методиках неаватоматизированных и автоматизированных исследований. Применение автоматизированных методик дает дополнительные возможности для творческого поиска и эффективного решения поставленных задач, кроме того, использование информационных технологий в учебном процессе позволяет мобильно получать любую информацию, включая нормативную и справочную. Следует отметить, что применение автоматизированного режима во время эксперимента обеспечивает исследования динамических процессов с многоканальными измерениями, запоминанием и последующей математической обработкой параметров изучаемых объектов с целью оптимизации конструирования и технологии производства элементов и узлов электроники. Так, например, в автоматизированном режиме на уникальных лабораторных стендах исследуются эффект Холла в полупроводниках, оптические свойства полупроводников и параметры приборов на их основе, вольт-фарадные, вольт-амперные характеристики различных полупроводниковых приборов. При разработке учебно-методического обеспечения комплекса особое внимание уделяется компьютерному моделированию, позволяющему решать такие задачи как наглядное восприятие изучаемых объектов посредством анимации, так и математические расчеты параметров различных физических и химических процессов, протекающих, например, при производстве материалов микроэлектроники и приборов на их основе. Особенно актуально моделирование процессов, наблюдающих только при наличии дорогостоящего, эксклюзивного оборудования. К таким процессам, например, относится зарождение и рост материалов, используемых при изготовлении микроэлектронных приборов. Исследователи имеют возможность визуально наблюдать процесс формирования микро-, наноматериалов для различных моделей роста и технологических режимов синтеза. Кроме того, детально изучать любую стадию технологического процесса.

     Проектирование и конструирование элементов функциональной электроники в условиях рыночной экономики требуют использования определенной стратегии инженерного решения, предполагающего использование не только фундаментальной подготовки специалистов, но и учета тенденций, закономерностей развития микро-, наноэлектроники, включающих в себя такие понятия как «новое поколение», жизненный цикл», «конкурентоспособность», а также учета экологических ограничений, основных законов производства и сбыта (основы менеджмента) и использования методов принятия эффективных решений (теория исследования операций) на всех этапах жизненного цикла объектов новой техники.

Научные исследования проводятся в лабораториях кафедры:

1. «Лаборатория оптической микроскопии».
2. «Лаборатория микроэлектронных и информационных технологий, материаловедения и устройств функциональной электроники».
3. «Лаборатория материалов и элементов электронной техники».
4. «Лаборатория вакуумных технологий».
5. «Лаборатория полупроводниковых приборов».
6. «Лаборатория микроэлектроники».

     Учебные лаборатории оснащены как современным технологическим оборудованием для получения материалов и приборов микро-, наноэлектроники, так и уникальным исследовательским, включающее:

• учебно-лабораторный комплекс «Твердотельная электроника»;
• учебно-лабораторный комплекс «Физическая электроника»;
• учебно-лабораторный комплекс «Микроэлектроника и твердотельная электроника»;
• учебно-лабораторный комплекс по материаловедению;
• учебно-исследовательский комплекс для исследования микросистем;
• рентгеновский флуоресцентный анализатор ФРА-20Р;
• атомно-силовой микроскоп с разрешением 10– 20 нм;
• туннельный микроскоп с разрешающей способностью 30 ангстрем;
• туннельный микроскоп «Умка» с разрешающей способностью 50 ангстрем:
• оптические микроскопы Метам ЛВ-31 и Метам РВ-21 с увеличением до 1000 раз.
• муфельные печи;
• центрифуга;
• ванна ультразвуковая;
• установка рентгеновского флуоресцентного анализа ФРА 20Р;
• Фурье спектрометры ближнего и среднего ИК-диапазонов;
• установки термического вакуумного напыления УВН-71П3;
• установка магнетронного распыления;
• полуавтомат скрайбирования «Алмаз»;
• лазерная установка «Квант»;
• компьютерный класс, состоящий из 30 ПЭВМ класса Pentium, снабженных необходимыми лицензионными программами для моделирования параметров структур и технологических процессов, соединенных локальной сетью, подключенной к корпоративной сети ПГУ с выходом в Internet;
•  другое оборудование.

     Учебно-лабораторные комплексы разработаны и изготовлены коллективом кафедры нано- и микроэлектроники. Каждый комплекс состоит их нескольких автоматизированных лабораторных стендов, число которых определяется функциональными возможностями комплексов. Так, например, учебно-лабораторный комплекс «Физическая электроника» состоит из:

1. автоматизированного лабораторного стенда для исследования магнитных свойств твердых тел и их полевых зависимостей;
2. автоматизированного лабораторного стенда для исследования проводниковых свойств твердых тел;
3. автоматизированного лабораторного стенда для исследования диэлектрических свойств твердых тел и их температурных зависимостей;
4. автоматизированного лабораторного стенда для исследования свойств твердых тел методом эффекта Холла;
5. автоматизированной лабораторной установки для исследования оптических свойств материалов электронной техники и параметров оптоэлектронных приборов;
6. автоматизированного лабораторного стенда для исследования свойств полупроводниковых структур методом вольт-фарадных характеристик.