Созданию кафедры физики твердого тела предшествовала научная и организационная работа по формированию ее научного направления в области физики полупроводников, проведенная на кафедре общей физики учеником и сотрудником академика А.Ф.Иоффе В.П.Жузе, работавшим в Саратовском госуниверситете с 1935 по 1944 г.
Кафедра физики твердого тела, как самостоятельная, на физическом факультете была образована в 1945 году. Со дня ее основания до 1985 года бессменным руководителем кафедры была Заслуженный деятель науки РСФСР, д.ф.-м.н., профессор Кирьяшкина З.И. С творческой деятельностью З.И.Кирьяшкиной связано развитие основных научных направлений кафедры, которые во многом определялись потребностями промышленности региона, исследованиями взаимодействия полупроводниковых материалов и структур с электромагнитным излучением, которые развиваются сотрудниками кафедры и НИИМФ по настоящее время. Научные исследования по этому направлению проводились в открытой в СГУ в 1957 году проблемной лаборатории полупроводников, научным руководителем которой была З.И. Кирьяшкина, и с 1973 года в отделе физики полупроводников и микроэлектроники НИИМФ, в состав которой вошла эта лаборатория и организованная в 1962 году под научным руководством доцента кафедры Д.И.Биленко проблемная лаборатория микроэлектроники.
З.И. Кирьяшкиной с сотрудниками были, выполнены, в числе первых в стране, измерения диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь ряда полупроводников на СВЧ. Широкую популярность приобрела оригинальная конструкция СВЧ-детекторов и смесителей миллиметрового диапазона длин волн, предложенные авторским коллективом с ее участием. З.И. Кирьяшкиной с сотрудниками были выполнены оригинальные исследования фотоэлектрических свойств соединений типа АIIBIV .
З.И. Кирьяшкина работала деканом физического факультета СГУ с 1952 по 1955 г.г. и с 1974 по 1976 г.г. Под ее руководством аспирантами и соискателями кафедры и отдела было защищено более 25 кандидатских диссертаций и одна докторская диссертация.
З.И. Кирьяшкина была инициатором исследований в области теории контактных явлений в полупроводниках. Работу в этом направлении возглавлял доцент кафедры теоретической и ядерной физики Л.И.Баранов. Им и его сотрудниками были получены соотношения, описывающие вольтамперные характеристики p–n–n+-структур, широко цитируемые в большинстве научных изданий по данному направлению. Л.И. Баранов в числе первых теоретически описал возможность проявления индуктивного характера реактанса p–n–n+ диодных структур. Им с сотрудниками был также выполнен ряд теоретических исследований фотоэлектрических явлений в полупроводниковых структурах и свойств полупроводников и полупроводниковых устройств на СВЧ.
Более 30 лет творческий коллектив лаборатории микроэлектроники под руководством профессора Фонда Сороса ученика З.И.Кирьяшкиной Д.И.Биленко занимался исследованиями взаимодействия электромагнитного поля с полупроводниковыми материалами и структурами в ходе их образования. Пионерские работы коллектива в этой области явились основой для создания методов неразрушающего контроля параметров полупроводниковых структур в ходе их образования. Комплексные исследования свойств материалов в ИК и СВЧ диапазонах длин волн, структурные и электрофизические измерения позволили количественно описать связь между электродинамическими и электрофизическими свойствами на основе плазменного резонанса носителей заряда как для монокристаллических, так, для высоколегированных поликристаллических материалов. Цикл этих работ был отмечен первой премией Президента АН по проблемам микроэлектроники в 1972. Результаты, полученные по этому направлению отражены в 11 кандидатских диссертациях, более 200 -ах публикациях, 50 авторских свидетельствах на изобретения, 2-х учебных пособиях и практикумах для студентов, специализирующихся по физике полупроводников и микроэлектронике. За разработку установок для реализации предложенных методов сотрудники коллектива награждены серебряной медалью ВДНХ.
Работы в области оптоэлектроники на кафедре развиваются коллективом, руководимым доктором ф.-м.наук профессором В.Ф. Названовым. Этим коллективом обнаружен и исследован эффект высокотемпературной фотоэлектрической памяти в пленках и кристаллах сульфида кадмия, легированных хлоридами щелочных металлов в кислородсодержащей среде, разработаны управляемые светом транспаранты с запоминанием оптических изображений на основе структур фотопроводника с остаточной проводимостью (CdS) - нематический жидкий кристалл, реверсивные регистрирующие среды и преобразователи изображений на основе слоистых структур CdS - электрохромный материал, динамические и запоминающие оптически управляемые транспаранты. Разработанные устройства защищены 9 авторскими свидетельствами . Результаты исследований, проводимых В.Ф.Названовым и его коллективом использованы при создании практикума по оптоэлектронике. В.Ф. Названовым изданы учебные пособия: Полупроводниковые лазеры, Основы оптоэлектроники, Введение в кристаллофизику, Наноплазмоника в наносенсорике и нанофотонике, Фотонные кристаллы в примерах и задачах, Физика неупорядоченных полупроводников: учебное пособие, Одномерные фотонные кристаллы в задачах, Специальный лабораторный практикум: Компьютерное моделирование в лабораторном практикуме по квантовой и оптической электронике. В 2015г. В.Ф. Названову присвоено звание «Почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации».
Развитие научно-педагогического коллектива, руководимого З.И. Кирьяшкиной, привело к образованию на его основе в 1981 году на физическом факультете кафедры физики полупроводников. Начиная с этого времени подготовка специалистов по физике полупроводников и микроэлектронике стала проводиться силами двух кафедр.
Исследованием возможностей использования эффектов «ближнего поля» СВЧ для измерения параметров материалов и полупроводниковых приборов активно занимался профессор, доктор физико-математических наук С.С. Горбатов. По этому направлению им в 2011 году опубликована монография «Эффекты ближнего поля в электродинамических системах с неоднородностями и их использование в технике СВЧ».
Исследованием физики работы полупроводниковых приборов с управляемыми электрическим и магнитным полями характеристиками, разработками в области электроники и микропроцессорной техники занимается профессор, доктор физико-математических наук А.А. Семенов.
Разработкой технологических процессов получения пленочных структур на основе кремния и его соединений, соединений А3В5, различных аллотропных форм углерода и исследованиями их автоэмиссионных свойств занимается доктор технических наук, профессор Р.К. Яфаров.
Разработкой и созданием новых методов диагностики медико-биологических систем, применением эффекта автодинного детектирования в лазерных диодах для разработки методов контроля наноперемещений занимается заведующий кафедрой медицинской физики, профессор, доктор физико-математических наук Ан.В. Скрипаль.
С 1985 года до 2019 года заведующим кафедрой физики твердого тела являлся заслуженный деятель науки Российской Федерации, заслуженный изобретатель Российской Федерации, доктор физико-математических наук, профессор, академик МАН ВШ Дмитрий Александрович Усанов.
Дмитрий Александрович родился 24 июля 1943 г. в г. Менделеевске, республика Татарстан. В 1960 году, после окончания с серебряной медалью средней школы № 27 в г. Саратове, поступил на физический факультет Саратовского госуниверситета, который с отличием окончил в 1965 г.
Свой трудовой путь начал в 1965 году, работая инженером на предприятии электронной промышленности в г. Саратове.
Свою жизнь в науке Д.А. Усанов начал в аспирантуре под руководством доцента Л. И. Баранова и профессора З. И. Кирьяшкиной. В 1972 г. защитил в специализированном совете при СГУ диссертацию на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук по специальности «Физика полупроводников и диэлектриков», а в 1989 г. – диссертацию на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности «Радиофизика, включая квантовую радиофизику». Работая в Саратовском государственном университете, прошел практически все ступеньки по служебной лестнице: старший научный сотрудник, заведующий лабораторией НИИ механики и физики при СГУ, доцент кафедры физики твердого тела, заместитель декана физического факультета по научной работе, заведующий кафедрой физики твердого тела, проректор по научно-исследовательской работе.
Д.А. Усанов являлся руководителем сформированной им научной школы. Он автор более 400 научных статей. Результаты его работ обобщены в 13 монографиях и 27 учебных пособиях. Под его руководством защищено 58 кандидатских и 8 докторских диссертаций. Он отмечен почетными званиями «Почетный профессор СГУ», «Почетный доктор Башкирского государственного университета».
Д.А. Усанов сочетал научную деятельность с научно-организационной. Он был членом Президиума Международной академии наук высшей школы, академиком Российской академии естественных наук, старшим членом Международного института электрорадиоинженеров (IEEE), членом национальной гильдии экспертов в сфере профессионального образования, экспертом Минобрнауки РФ, экспертом Федерального государственного бюджетного научного учреждения Научно-исследовательский институт – Республиканский исследовательский научно-консультационный центр экспертизы (ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ), экспертом РАН, членом Учебно-методического объединения Министерства образования и науки РФ по направлению "Электроника и микроэлектроника", специальности "Микроэлектроника и полупроводниковые приборы", главным редактором журнала «Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика», заместителем главного редактора журнала «Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика», в организации издания которого ему принадлежит значительная заслуга, членом редколлегии журналов «Известия вузов. Электроника», «Физика волновых процессов и радиотехнические системы», «Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии», членом диссертационного совета при СГУ по защите докторских и кандидатских диссертаций по специальности «Биомеханика».
В 1990 г. Д. А. Усанов возглавил диссертационный совет по физико-математическим наукам при Саратовском университете. Номенклатура специальностей совета со временем менялась – защищались диссертации по радиофизике, физической электронике, физике полупроводников, твердотельной электронике, оптике. Неизменными оставались принципиальность и требовательность Д.А. Усанова к качеству представляемых к защите диссертационных работ (а они поступали из различных мест Поволжского региона). Знакомясь с диссертациями, он в случае необходимости делал замечания и указывал направления «доводки» работ. Все присужденные ученые степени за тридцатилетний период, когда Дмитрий Александрович возглавлял совет, были подтверждены Высшей аттестационной комиссией. Одновременно он принимал своевременные решения, направленные на выполнение требований, которые ВАК предъявлял к диссертационным советам, ведущим организациям и официальным оппонентам.
Столь же скрупулезно Д. А. Усанов работал с текстами статей, поступавшими в редакцию журнала «Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Физика», организовав их независимое рецензирование высококвалифицированными российскими и зарубежными специалистами. Это способствовало повышению научного авторитета и известности издания в Российских и зарубежных научных сообществах.
Д.А. Усанов активно участвовал в решении проблем, связанных с реформированием системы высшего профессионального образования.
Под его руководством впервые в Саратовском государственном университете с 1998–1999 учебного года открыта подготовка бакалавров, а с 1999–2000 учебном году – подготовка магистров по направлению «Электроника и микроэлектроника». В 2000 г. в СГУ, в числе первых российских университетов, была открыта специальность «Медицинская физика».
В рамках Федеральной целевой программы «Интеграция», программы Российского гуманитарного научного фонда, программ Министерства образования Российской Федерации «Создание системы открытого образования» и «Государственная поддержка региональной научно-технической политики высшей школы и развитие ее научного потенциала» Д.А. Усанов разработал обоснованную стратегию развития научных исследований в университете в условиях рыночной экономики. Создал новое направление научных исследований по проблемам развития образования в России «Взаимодействие техникумов, школ и вузов в рамках университетского комплекса», актуальное для региона и страны. Являлся разработчиком программы развития образования и науки в Саратовской области на 1997–2000 и 2001–2005 г.г.
Усанов Д.А., работая более 20 лет (с 1989 г. по 2000 г. и с 2003 г. по 2013 г.) в должности проректора по научно-исследовательской работе, внес неоценимый вклад в получении Саратовским университетом статуса Национального исследовательского университета.
Среди научных достижений Д.А. Усанова – установление новых закономерностей взаимодействия электромагнитного излучения с полупроводниковыми элементами, в том числе обусловленных возбуждением высших типов колебаний и волн. Им обнаружено возникновение и исчезновение отрицательного сопротивления в полупроводниковых приборах, стимулированное электромагнитным излучением, эффекты невзаимности при одновременном воздействии на полупроводник электрического и магнитного полей, эффект автодинного детектирования в современных полупроводниковых приборах, эффекты возникновения в диодах Ганна стационарного многодоменного режима и формирования пространственно-неоднородной структуры в полупроводниковых структурах с инжекцией неравновесных носителей заряда.
Оригинальные теоретические и экспериментальные исследования позволили предложить и создать новые типы устройств, выпущенные в виде серии. Среди наиболее известных – измеритель толщины покрытий типа СИТ-40, который был успешно применён для контроля теплозащитного покрытия на советском космическом корабле «Буран».
Д.А. Усанов и сотрудники его коллектива в 1982 году создали и запатентовали один из самых распространенных типов СВЧ-микроскопов – ближнеполевой СВЧ-микроскоп с коаксиальным зондом.
Значительное число научных трудов Усанова Д.А. относятся к исследованию свойств СВЧ фотонных кристаллов и создании на их основе элементной базы радиоэлектроники и новых способов измерения параметров нанокомпозитов, микро- и наноструктур. Усановым Д.А. разработаны новые типы сверхмалогабаритных широкополосных согласованных нагрузок сверхвысокочастотного, КВЧ и субтерагерцового диапазонов на основе разупорядоченных брэгговских структур.
В последнее время Д.А. Усанов большое внимание уделял разработке и созданию новых методов диагностики медико-биологических систем. Под его руководством совместно с сотрудниками Московского НИИ глазных болезней им. Гельмгольца и Клиники глазных болезней Саратовского государственного медицинского университета разработан и внедрен в медицинскую практику уникальный метод лечения тяжёлых зрительных нарушений у детей, разработан на основе лазерного автодина измеритель внутриглазного давления.
Д.А. Усанов – известный в стране и за рубежом изобретатель автор более 200 изобретений, в том числе 32 внедренных в виде серий в промышленности и использующихся в медицинской практике. За разработку и внедрение новых типов приборов, созданных на основе его изобретений Д. А. Усанова, награждался знаками «Ударник десятой пятилетки», «Отличник изобретательства и рационализации» (1983), «Лучший изобретатель Саратовской области» (1980, 1987), 35 золотыми, серебряными и бронзовыми медалями на выставках изобретений и инноваций в Париже, Брюсселе, Москве, Женеве, Сучжоу (Китай), Сеуле, Нюрнберге, Слатине (Хорватия), Куньшане (Китай) и других городах (2001–2012 г.г), медалями ВДНХ СССР (1982 г., 1987 г., 1989 г.) и Всероссийского выставочного центра (2005–2010 г.г.).
В 2008 году награждён золотыми медалями Международной федерации Ассоциаций изобретателей (International Federation of Inventors’ Associations (IFIA)) за победу в финале Кубка Европы (Europe and America Semifinal, IENA Nuremberg, 1-4 ноября 2007 года) и финале Кубка мира (The 6th International Exhibition of Inventions, IFIA General Assembly, г. Сучжоу, КНР, 17-20 октября 2008 года) Всемирного конкурса на лучшее изобретение в области компьютерных технологий (World Cup of Computer Implemented Inventions (World Cup of CIIs) — IFIA Project, 2007-2008, sponsored by Microsoft). В 2009 г. награждён Гран-при на 5-й Международной ярмарке изобретений SIIF-2009 (г. Сеул, Республика Корея, 2009 год). В 2011 году награждён Гран-при «Agro Arca» на 4-й Международной Ярмарке инноваций, экологической идеи и технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности Agro Arca 2011 (г. Слатина, Хорватия).
За заслуги в научно-техническом творчестве он награжден бельгийскими орденами Офицера (2005 г.) и Командора (2008 г.), медалью Всероссийского выставочного центра «За успехи в научно-техническом творчестве» (2008 г.), Почетным знаком «Во благо России» Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (2009 г.). В 2011 г. Федерацией космонавтики России Д.А. Усанов был награжден медалью им. Первого космонавта Земли Ю.А. Гагарина.
За активную научно-педагогическую деятельность Д.А. Усанов награжден Почетной грамотой Министерства общего и профессионального образования РФ, почетным знаком «Почетный работник высшего профессионального образования РФ», медалью МАН ВШ «За заслуги перед высшей школой».
В период с 2006 г. по 2012 г. Д.А. Усанов принял активное участие в организации и проведении семи Саратовских салонов изобретений инноваций и инвестиций в качестве члена оргкомитетов, редактора сборников трудов участников Салонов.
За заслуги в развитии науки и высшего образования Дмитрий Александрович Усанов удостоен государственных наград РФ: в 1998г. присвоено звание «Заслуженный деятель науки РФ», в 2003 г. награжден медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» 2-й степени, в 2010 г. –«Орденом Почета». В 2018 г. ему присвоено звание «Заслуженный изобретатель РФ».
В последние годы Д.А. Усанов много творческих сил отдавал работе на посту Председателя Совета ветеранов СГУ, реализовав много инициатив по сохранению исторической памяти и воспитанию молодежи. Как председатель Совета ветеранов СГУ Д.А. Усанов входил в президиум Кировского районного совета ветеранов войны, труда, вооружённых сил и правоохранительных органов. Осенью 2018 г. его имя занесено на Почетную доску Кировского района г. Саратова.
За активную общественную работу Д.А. Усанов заносился также на Доску почета работников образования Саратовской области (2008, 2014 г). В 2010 г. Д.А. Усанов был награжден Почетной грамотой и медалью Федерации независимых профсоюзов России «100 лет профсоюзам России».
Энциклопедичность знаний и патриотическое отношение к прошлому позволили Д.А. Усанову создать замечательные очерки об известных ученых А.Ф. Иоффе, В.П. Жузе, Е.Ф. Гроссе, З.И. Кирьяшкиной, ставших основателями направления, благодаря развитию которого кафедра физики твердого тела Саратовского госуниверситета стала известной далеко за пределами г. Саратова.
С 2019 года, после смерти Д.А. Усанова, и по настоящее время заведующим кафедрой физики твердого тела является доктор физико-математических наук, профессор, Почетный работник высшего образования РФ Александр Владимирович Скрипаль.