ภาควิชาศึกษาการสังเคราะห์และการจำลองคุณสมบัติของวัสดุขั้นสูง เช่น กราฟีน, อะแพลนอินเทอร์ไบต์ซีมิคอนดักเตอร์ และวัสดุนาโนคาร์ไบด์ ด้วยเทคนิค MOCVD, sputtering และการคำนวณเชิงโมเลกุล งานวิจัยมุ่งออกแบบวัสดุเพื่อประยุกต์ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ สมาร์ทวินโดว์ และเซนเซอร์ควอนตัม โดยผสมผสานการสร้างโครงสร้างนาโนกับการวิเคราะห์สมบัติเชิงไฟฟ้าและแสง


