Das Institut für Physik profiliert sich auf dem Gebiet der Materialforschung mit Schwerpunkt Halbleiterbauelemente/Funktionale Materialien. Dies beinhaltet die Identifizierung und Charakterisierung neuer Materialien für zukünftige silizium-basierte Nanotechnologien, die Entwicklung und Untersuchung innovativer Halbleiterbauelemente / integrierter Sensoren auf der Basis neuer physikalischer Konzepte und / oder neuer Materialien sowie spektroskopische Analyseverfahren von Grenzflächen und Nanostrukturen. Neben der Erforschung physikalischer Bauteilkonzepte sind aber auch Konzepte der Integration in bestehende Technologieplattformen (wie z.B. die Entwicklung integrierter THz-Strahlungsquellen) sowie Fragen der Zuverlässigkeit ebenfalls inhaltliche Zukunftsfelder im Bereich Physik. Diese experimentellen Themengebiete werden ergänzt durch Forschungsschwerpunkte der Theoretischen Physik im Bereich Festkörpertheorie und der Nichtlinearen Dynamik. Diese beinhalten die Untersuchung stark korrelierter Elektronensysteme, die physikalischen Eigenschaften von Grenzflächen in oxidischen Heterostrukturen sowie der Transport in Quantenhalbleiterstrukturen.  Im Bereich der nichtlinearen Dynamik steht die Untersuchung räumlicher und zeitlicher Strukturbildung fern vom Gleichgewicht, sowie die Entwicklung numerischer Verfahren im Fokus zukünftiger Forschungsarbeiten.

Im Hinblick auf die im Hochschulentwicklungsplan aufgeführten Zukunftsfelder profiliert sich das Institut für Physik daher themenübergreifend in den Bereichen „Energy Efficiency and Sustainability“ (z.B. neue Materialien für die Energiespeicherung, energieeffiziente Bauelemente im Hinblick auf „low power computing“, oder „energy harvesting“) als auch auf dem Themenfeld „Cognitive and Dependable Cyber-Physical Systems“ (z.B. Sensoren und drahtlose Sensornetze oder hochzuverlässige Elektronik). Zusammen mit seinen außeruniversitären Partnern ist das Institut für Physik bestrebt auf diesen Zukunftsfeldern die Bereiche „Modellierung/Simulation“, „Charakterisierung“ und „Prozessierung“ zu integrieren und als eine nach außen sichtbare Forschungseinheit zu etablieren.

Das Institut beteiligt sich an der Graduate Research School im Rahmen des thematischen Clusters „FuSion“ (Funktionale Materialien und Schichtsysteme für die effiziente Energiewandlung). Durch die Kombination von grundlagenorientierten Lehrstühlen der Universität und applikationsorientierten außeruniversitären Einrichtungen steht für die Doktoranden ein einzigartiges, hochqualitatives und hochgradig interdisziplinäres Forschungsumfeld zur Verfügung, in dem der Zugriff auf modernste und hochqualitative Geräte und Anlagen sowohl im akademischen als auch im professionellen Bereich gegeben ist.