Данное подразделение ФТИ было создано в 1992 году, путем объединения двух лабораторий: “Теории твердого тела и полупроводников”, которая была основана в 1964 г. профессором П. М. Карагеоргий – Алкалаевым, и “Лаборатории волновых процессов”, организованной профессором Ф. Х. Абдуллаевым в 1984 г.

По первому направлению проводились исследования по инжекционным и фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках, взаимодействию примесей и дефектов, а также процессам самоорганизации в многокомпонентных полупроводниках. Большое внимание уделялось приложениям результатов теоретических исследований для повышения эффективности полупроводниковых солнечных элементов.

Второе направление исследований относится к теории нелинейных волн, главным образом солитонов, в оптических волокнах, фотонных кристаллов и конденсатов Бозе – Эйнштейна. В качестве основных научных достижений, можно отметить построение теории распространения солитонов в оптических средах со случайными параметрами, предсказание существования локализованных состояний конденсата Бозе-Эйнштейна в периодических потенциалах, выявление критерия устойчивости конденсата в ловушках различных типов, исследования диссипативных солитонов в активных оптических резонаторах и в системах с симметрией четность - время.