• дослідження статичних і динамічних дефектів поверхні та приповерхневих шарів у нанометровому діапазоні; дослідження процесів взаємодії атомних частинок з поверхнею твердого тіла та використання явищ, що супроводжують ці процеси, для вивчення і зміни складу, структури та фізичних властивостей поверхні матеріалів; фізика вторинно-емісійних явищ і розробка на їх основі методів локального та пошарового аналізу поверхні твердих тіл
• дослідження деформаційних процесів, динаміки дефектів і механізмів перебудови структурно-фазових станів за умов модифікації поверхневих шарів інтенсивною пластичною деформацією і йонно-плазмовими потоками та встановлення кореляційних залежностей між структурно-фазовим станом на різних масштабних рівнях і фізико-хімічними та механічними властивостями поверхневих шарів металів і сплавів
• дослідження взаємодій акустичних хвиль різних частот і амплітуд з дефектами структури та кристалічною ґраткою металевих матеріалів; вивчення процесів, які супроводжуються акустичною емісією, а саме: структурних перебудов за деформації, фазових перетворень і руйнування; ультраакустичні дослідження критичної поведінки кристалів в околі фазових перетворень в умовах поверхневих та об'ємних зовнішніх впливів, вивчення комплексних пружніх та інших властивостей пружньо неоднорідних та анізотропних матеріалів, вдосконалення методів і розробка ультразвукової апаратури для прецизійних досліджень твердих тіл і неруйнівного контролю напівфабрикатів та промислових виробів
• розробка фізичних основ інноваційних технологій модифікації металевих поверхонь з метою підвищення міцності, опору корозії, зношуванню та втомі, а також біосумісності

ОБ'ЄКТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

• сплави на основі Fe, Al, Cu, Ni, Co, Ti, Zr, Mg
• полі- та нанокристалічні й аморфні сплави, металовмісні матеріали та композити
• модифіковані поверхневі шари, покриття, тонкі плівки, стрічки, дріт і порошкові матеріали

МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

• дифракція швидких електронів на відбивання
• йонізаційна спектроскопія
• плазмонна спектроскопія
• Оже-електронна спектроскопія
• мессбауерівська спектроскопія на конверсійних електронах
• статична вторинно-йонна мас-спектроскопія
• динамічна вторинно-йонна мас-спектроскопія
• рентґенівська фотоелектронна спектроскопія
• термічно стимульована десорбція
• рентґенівський структурно-фазовий аналіз
• ультраакустичні дослідження пружніх характеристик, їх анізотропії, напруженого стану та термічних полів матеріалів на основі прецизійних мірянь швидкостей ультразвуку
• внутрішнє тертя
• акустична емісія
• оптична мікроскопія
• мікродюрометрія
• механічні випробування в ультразвуковому полі
• електрохімічні (корозійні) випробування
• випробування на зношування
• комп'ютерне моделювання методами молекулярної динаміки та скінченних елементів

ФУНКЦІОНАЛЬНІ МОЖЛИВОСТІ

• термічне, механічне та механоактиваційне оброблення
• зміцнення та релаксаційне оброблення поверхонь металів і сплавів високочастотною механічною ударною дією (ультразвукове ударне оброблення та піскоструминне оброблення)
• йонне оброблення
• експресний неруйнівний контроль якості напівфабрикатів, промислових деталей і конструкцій, які експлуатуються за екстремальних умов
• виготовлення й оброблення порошкових матеріалів і дроту в ультразвуковому полі