Відкрита у вересні 1970 року під назвою кафедри фізичних основ мікроелектроніки. Її науково-педагогічний колектив, що складався з п’яти викладачів та такого ж числа співробітників, очолив кандидат фізико-математичних наук, доцент Копинець Іван Федорович. Навчальний процес забезпечували доценти Рубіш Іван Дмитрович, Сагарда Володимир Васильович, Фантич Антон Михайлович, асистенти Братасюк Микола Миколайович, Блецкан Дмитро Іванович. Кафедра забезпечувала спеціалізацію студентів старших курсів та читання курсу „Методика викладання фізики” для студентів фізичного факультету. Наукові зусилля невеликого творчого колективу були спрямовані на розробку технології одержання та методів дослідження властивостей кристалічних тасклоподібних халькогалогенідів. Під керівництвом Копинця І.Ф.на кафедрі ведеться плідна науково-дослідна робота, результатами якої стали кандидатські дисертації його аспірантів Блецкана Д.І., Рубіша І.Д., Миголинця І.М.

У 1972 році до складу кафедри ввійшла кафедра біофізики, яку в той час очолював доц. Ковальчук А.В. З того часу на кафедрі ведуться наукові дослідження і викладання предметів, пов’язаних з біофізикою. У 1976 році кафедру очолив кандидат фізико-математичних наук, доцент Довгошей Микола Іванович. Разом з ним на кафедру була переведена чисельна група наукових співробітників, яка на кафедрі фізики напівпровідників УжДУ під його керівництвом працювала над розробкою актуальних питань тонкоплівкової електроніки. Серед них його учні і послідовники, кандидати фізико-математичних наук Гряділь І.А., Фірцак Ю. Ю., Жданкін А.П., Савченко М.Д. За відносно короткий час на кафедрі була створена технологічна база для одержання плівок з напівпровідникових матеріалів різноманітними методами, у тому числі лазерним і електроннопроменевим випаровуванням, лабораторії мас-спектрометрії, електронної мікроскопії, оптики і електрофізики плівок, фотолітографії. Кандидатські дисертації захищають співробітники кафедри Головач Й. Й., Баран М.Ю., Міца В.М., Золотун М.Я., Шаркань Й.П. Довгошей М.І. був ініціатором робіт по дослідженню радіаційно-стимульованих процесів у некристалічних халькогенідних матеріалах та їх структурах. Він спонукав до активних творчих пошуків майбутніх кандидатів фізико-математичних наук Калинича С.І., Кеслер Л.Г., Парлага О.О., Світлинця В.П., Білинця Ю. Ю., Бобонича П.П., Качера І.Е., Кондрата О.Б., Попович Н.І.

На кафедрі зусиллями творчого колективу розроблені нові плівкові матеріали з широким спектром параметрів і властивостей, які можна задавати складом та умовами формування плівок, розкрито механізм термічного і лазерного випаровування досліджуваних кристалічних та некристалічних матеріалів. Виготовлено стійкі до лазерного та високоенергетичного електронного випромінювання плівки та плівкові структури, запропоновано фізичні та фізико-технологічні основи проектування та виготовлення плівкових покрить різного функціонального призначення для елементів і структур оптоелектроніки і лазерної техніки. У січні 1988 року кафедру фізичних основ мікроелектроніки очолив професор Химинець Василь Васильович. Разом з ним колектив кафедри поповнила група науковців та технічних працівників галузевої науково-дослідної лабораторії фізико-хімічних досліджень склоподібних напівпровідників Міністерства електронної промисловості СРСР. Під його керівництвом на кафедрі продовжуються дослідження з метою розробки технологічних умов одержання нових складних некристалічних халькогенідних матеріалів, дослідження фізико-хімічних, оптичних і електрофізичних параметрів і властивостей отриманих нових матеріалів, в об’ємному і плівковому станах, в широкому діапазоні температур, електромагнітних полів, практичного використання отриманих халькогенідів і халькогалогенідів в мікро- і оптоелектроніці. Очевидні досягнення науково-педагогічного колективу кафедри в галузі мікро- та оптоелектроніки, наявна технічна база дозволили з вересня 1988 року розпочати на кафедрі підготовку фахівців зі спеціальності „Фізика і технологія матеріалів і компонентів електронної техніки”.

В лютому 1991 року на посаду завідувача кафедри обирається доктор технічних наук, професор Фірцак Юрій Юрійович. Під його керівництвом на кафедрі формується новий науковий напрямок – оптико-технологічна оптимізація багатошарових плівкових структур для елементів лазерної техніки. Зростає увага до проблем мікро- та квантової електроніки, підготовки спеціалістів для цієї галузі науки і техніки, тому назву кафедри було замінено (на кафедру твердотільної електроніки). Наступним керівником кафедри у травні 1992 року стає доктор фізико-математичних наук, професор Кикинеші Олександр Олександрович. Під його впливом основним напрямком наукових досліджень стають дослідження у галузі фізики і технології нових плівкових матеріалів і структур на базі складних кристалічних і некристалічних халькогенідних та біоорганічних матеріалів для опто- і мікроелектроніки, сенсорики. Пріоритетними стають дослідження фотофізики наноструктур, оптичної обробки інформації. З 1997 року кафедра розпочала перепідготовку студентів медичного і біологічного факультетів зі спеціальності „Біомедична електроніка”, а в 1998 році підготовку фахівців – фізиків зі спеціальності „Фізична та біомедична електроніка” замість „Фізика і технологія матеріалів і компонентів електронної техніки”.

З 2002 року кафедру очолює д.ф.-м.н., професор Різак Василь Михайлович. На кафедрі продовжуються розвиватися традиційні для колективу наукові напрямки. Поряд з ними розпочалися дослідження активних середовищ на основі безводних боратів для реєстрації великих доз радіаційного випромінювання і мембранні матеріали з іонселективною функцією для створення багатоканального іонометричного аналізатора, а також розробка і дослідження властивостей складних напівпровідникових стекол для волоконно-оптичних сенсорів температури. Започаткування новітніх технологій сучасної фізики – „ab initio” розрахунків – сприяло подальшому розвитку сформованого Різаком В.М. нового наукового напрямку – дослідження ангармонізму, нерівноважних та флуктуаційних ефектів у напівпровідникових дипольних системах з полікритичними точками.

Відбувається інтенсифікація міжнародних зв’язків, про що свідчить виконання українсько-угорських та українсько-індійських проектів, грантів NATO і TACIS. Відновлено госпдоговори з підприємствами регіону. Створено новий філіал кафедри у відділах оптичних матеріалів квантової електроніки та фізики кристалів (зав.відділом проф. Пуга П.П. та к.ф.-м.н. Гоєр Д.Б.) ІЕФ НАН України.

Важливим досягненням у підготовці науково-педагогічних кадрів є захист Міци В.М. та Мар’яна М.І. докторських дисертацій та захист кількох кандидатських дисертацій.

Відмічено ріст видання членами кафедри навчально-методичної літератури, у т.ч. підручник та ряд навчальних посібників із грифом Міністерства освіти і науки України.

Значне покращення матеріально-технічної бази ком’ютерного класу та спецлабораторії методики викладання фізики і створення кафедральної комп’ютерної мережі сприяло введенню нових курсів вивчення інформаційних та інноваційних освітніх технологій.

Динамічний розвиток навчальної роботи, фундаментальних досліджень і прикладних розробок, систематичний пошук нових точок прикладання зусиль служить основою і запорукою подальшої плідної діяльності колективу кафедри.