История создания лаборатории связана с развитием исследований и разработок в области радиационной физики твердого тела. В конце 60-х годов прошлого столетия в лаборатории радиационной физики Института физики полупроводников Сибирского отделения РАН активно и плодотворно проводились исследования физических явлений при ионной имплантации, облучении быстрыми электронами, нейтронами. Метод ионной имплантации, предложенный в 1954г., характеризовался длинным перечнем потенциальных преимуществ, реализация которых длительное время сдерживалась из-за необходимости решения проблемы устранения дефектов, возникающих в процессе прохождения ускоренных ионов в кристаллах. При поиске новых подходов в 1974г. было обнаружено, что импульсное воздействие лазерного излучения наносекундной длительности при плотности мощности 107 Вт/см² на ионно-легированные полупроводниковые пластины с аморфным слоем приводит к восстановлению кристаллической структуры. Интригующим явлением, которое фактически способствовало взрыву интереса исследователей различных областей к лазерному отжигу, являлось превращение аморфного слоя в монокристалл с огромной скоростью (1-10 м/с). Для исследования явления импульсной ориентированной кристаллизации и процессов легирования в начале 1984 году в ИФП СО РАН была создана лаборатория импульсных воздействий (вначале как межведомственная лаборатория: Академии наук и Министерство электронной промышленности), задачами которой являлось исследование процессов зарождения кристаллитов в условиях глубокого переохлаждения, растворимость легирующих элементов при больших скоростях кристаллизации, кристаллизация на неориентирующих подложках. Значительный прогресс был достигнут в решении важных проблем микроэлектроники: получении тонких легированных полупроводниковых слоев (для электрических контактов, областей исток/сток в полевых транзисторах), кристаллизации полупроводниковых пленок на аморфных диэлектрических подложках. Широкое практическое применение получили, прежде всего, системы быстрого термического отжига на основе воздействия световых импульсов секундного и миллисекундного диапазонов длительностей. В настоящее время находят применение лазерные воздействия короткими импульсами для кристаллизации пленок кремния на стеклах и создания матриц тонкопленочных транзисторов, используемых для управления жидкокристаллическими дисплеями.

Также в 70-е годы прошлого столетия были разработаны два основных современных метода эпитаксиального роста с прецизионным контролем толщины, планарности и состава. Это методы молекулярно-лучевой эпитаксии и метод газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений. Метод молекулярно-лучевой эпитаксии превратился в настоящее время в одну из важнейших технологий для выращивания квантоворазмерных наноструктур. В 1987 году лаборатории импульсных воздействий было предложено включиться в работу по молекулярно-лучевой эпитаксии с дополнением методами радиационной физики: ионной имплантации и лазерного отжига. Основное направление работ заключалось в синтезе и изучении наноструктур с квантовыми точками. Коррекция направления привела к смене названия лаборатории. Круг проблем создания наноструктур с квантовыми точками, заключается: а) в повышении однородности массива квантовых точек по размерам с сохранением единой формы и элементного состава квантовых точек; б) в управлении пространственным расположением квантовых точек (пространственно-упорядоченные массивы), их плотностью с возможностью получения предельно плотных и разряженных массивов; в) в снижении плотности дефектов - протяженных (дислокации) и точечных дефектов в наноструктурах с квантовыми точками.

Одним из успешных подходов в повышении степени однородности ансамбля квантовых точек явился метод импульсного ионного воздействия в процессе эпитаксии из молекулярных пучков. Другой подход - лазерный отжиг выращенных структур, позволивший снизить дисперсию по размерам квантовых точек в наноструктурах, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии.

Перенос заряда по локализованным состояниям неупорядоченной системы характеризуется туннельным механизмом, в котором кулоновское взаимодействие способно изменить температурную зависимость проводимости системы (переход от закона Мотта к зависимости Шкловского-Эфроса). Другой эффект кулоновских корреляций - образование поляронов. При взаимодействии ансамбля квантовых точек с электромагнитным излучением (поглощении излучения) осциллирующая плотность заряда на каждой квантовой точке в актах переходов вызывает появление гармонически изменяющегося во времени дальнодействующего кулоновского потенциала, который оказывает влияние на движение всех электронов. Такое электрон-электронное взаимодействие проявляется в спектре поглощения в виде сужения полосы, увеличения амплитуды и смещения максимума в область высоких частот (эффект деполяризации).

Эффекты взаимодействия и беспорядка в наноструктурах с квантовыми точками связаны также с упругими деформациями, возникающими из-за различия постоянных решеток материалов квантовых точек и матрицы, в которую квантовые точки встраиваются. В плотном массиве квантовых точек возможно наложение полей упругих деформаций от соседних нанокристаллов, что приводит к явлениям, приводящим к существенному изменению электронных свойств наносистемы.

В технологии изготовления наноканальных мембран с профильными и упорядоченно расположенными наноканалами и в создании устройств на их основе по единому подходу, использующего только кремний, предполагается создавать нанофлюидные фильтры, охватывающие весь нанометровый диапазон и позволяющий разделять и концентрировать ультрадиспергированные неорганические и биологические вещества. Профильная структура мембран с внутренними полостями позволит применить их к созданию твердотельных оптически активных сред с высокой концентрацией полупроводниковых квантовых точек, например, наночастиц CdS размерами 1-10 нм. На основе создаваемых устройств будет возможным процесс разделения биологических макромолекул по размеру и форме с последующим выходом на получение особочистых, стерильных концентратов для молекулярной биологии и медицинской диагностики.