Створена 1997 року спільними зусиллями вчених та викладачiв НАН України та НТУУ “КПI”
(наказ №1-90 від 18 липня 1997 року ) .
В перiод з 1997 по 2002 рiк кафедру очолював вiдомий вчений-матерiалознавець, перший вiце-президент НАН України Шпак Анатолiй Петрович.
З 2002 року по 2021 рік завiдувачем кафедри був доктор технiчних наук, професор Воронов Сергiй Олександрович.
01.09.2021 року кафедру очолив доктор фізико-математичних наук, доцент Монастирський Геннадій Євгенович.
Головним завданням кафедри є підготовка фахiвцiв за спеціальністю 105 Прикладна фiзика та наноматеріали на зростаючи запити з боку підприємств високо-технологічного бізнесу, Національної Академії Наук та навчальних установ України.
Освiта, яка надається кафедрою, базується на принципах фізико-технічної системи. Студенти молодших курсів отримують ґрунтовну підготовку з фундаментальних дисциплін – фізики, математики програмування на рiвнi відповідних спецiальностей класичних унiверситетiв, а також підвищений рівень підготовки з іноземної мови, програмування, інформаційних технологій та окремих дисциплін інших спеціальностей НН ФТI. Професiйно-орiєнтована підготовка студентів старших курсів реалізується шляхом вільного вибору студентів освітніх траєкторій за напрямками “Високi фiзичнi технологiї”, “Фiзика живих систем” та “Фізика новітніх джерел енергії“.
«Фізтехівська» система навчання, дозволила створити тісну співпрацю з дослідницькими установами Національної академії наук України, та забезпечила можливість студентам освітньої програми Прикладна фізика проходити переддипломну практику і виконувати кваліфікаційні роботи під керівництвом провідних фахівців науково-дослідних установ і організацій, а також в R&D підрозділах високо-технологічних компаній.
Викладачi кафедри розробили i поставили близько 30 сучасних професiйно-орiєнтованих та спецiальних дисциплiн, серед них “Фiзика суцiльних середовищ”, “Електродинамiка суцiльних середовищ”, “Статистична радiофiзика та оптика”, “Фiзика плазми”, “Фiзика твердого тiла”, “Математичне моделювання фiзичних процесiв та прикладнi програми”, “Симетрiя в фiзицi”, “Рентгенiвськi методи дослiдження”, “Методи дослiдження властивостей речовин”, “Квантова електронiка”, “Оптоелектронiка”, “Основи загальної бiологiї та бiохiмiї”, “Основи бiофiзики”, “Бiофiзика складних систем”, “Синергетика”, “Нелiнiйна оптика”, “Технологiя i застосування наноструктур”, “Квантова хiмiя”, “Фiзика та хiмiя поверхнi”, “Новi матерiали i речовини для наукоємних технології”, “Фiзична кiнетика”, “iнфрачервона електронiка”, “Локальнi методи дослiджень”, “Фiзичне матерiалознавство”, “Фiзика невпорядкованих систем”, “iнтегральна i волоконна оптика”.
Підготовка по спеціальності 105 Прикладна фізика та наноматеріали ведеться відповідно до вимог Стандарту вищої освіти затвердженого Міністерством освіти України наказом №804 від 16.06.20