Отдел физики твердотельных материалов создан на базе лаборатории синтеза минералов.

В 1971 году была создана лаборатория синтеза минералов под руководством А.А. Бобра-Сергеева, в которой развивались два направления: первое было связанно с разработкой методов синтеза и роста кристаллов кольцевых и слоистых силикатов (руководил А.А. Бобр-Сергеев), второе было связано с ростом и исследованием кристаллов фтористого лития для целей дозиметрии ионизирующего излучения (под руководством А.И. Непомнящих).

В 1973 году с приходом в лабораторию Е.А. Раджабова и А.В. Егранова было начато создание экспериментальной базы по спектроскопии твердого тела.

В 1987 году был создан опытный участок для обеспечения выпуска монокристаллических термолюминесценцтных детекторов ионизирующего излучения ДТГ-4, разработанных в нашей лаборатории и получивших широкое применение в индивидуальном дозиметрическом контроле после Чернобыльской катастрофы.

В 2004 за разработку детекторов ДТГ-4 А.И. Непомнящих, С.Н. Мироненко и Е.А. Раджабову была присуждена Премия Правительства РФ по науке и технике. Работы отдела отражены в качестве одного из трех основных научных направлений Института: «Новые материалы для твердотельной электроники, медицины и экологии»