Кафедру створено 1 вересня 2012 року на базі двох кафедр: загальної та прикладної фізики; фізики плазми.

Навчальні та науково-дослідні лабораторії, що діють при кафедрі: плазмової електроніки; сильноточних пучків; фізики НВЧ; вакууму; фізики та діагностики плазми; радіаційної електроніки; плазмових технологій; фізики плазмових процесів.

Основні спеціальні курси, що викладаються на кафедрі: Фізика і техніка НВЧ; Фізика плазми; Фізика газового розряду; Діагностика плазми; Плазмова електроніка; Колективні методи прискорення; Нелінійна динаміка плазми; Колективні ефекти в плазмі; Утримання плазми; Чисельне моделювання фізичних процесів у високотемпературній плазмі; Взаємодія плазми з речовиною.

Основні напрямки наукових досліджень кафедри:

• Взаємодія плазми з оборотними сорбентами водню;
• Плазмові джерела заряджених частинок;
• Генерація пучків заряджених частинок в пучково-плазмових системах;
• Вторинні процеси при взаємодії іонів з речовиною;
• Плазмова електроніка;
• Плазмові і вакуумно-плазмові технології.

В експериментальних дослідницьких лабораторіях зосереджені унікальні прилади, такі як спектрофотометри, спектрометри, монохроматори в широкому спектральному діапазоні від ультрафіолетового до інфрачервоного, прецизійний рентгенівський дифрактометр, високовакуумні пости для нанесення тонких плівок на підкладки і дослідження їх властивостей, пристрій для вивчення електронних властивостей матеріалів за допомогою рентгенівської фотоелектронної спектроскопії Досліджуються процеси формування точкових дефектів в оксидних кристалах, зокрема, під дією радіації: нейтронів, іонів, електронів, рентгенівських променів, а також ультразвукових хвиль.

Співробітниками кафедри встановлені закони розподілу дефектів і домішкових іонів, а також формування оптично активних центрів, що доводить наявність зкорельованих пар дефектів і домішкових атомів в кристалах. В області фізики плазми вивчено збудження електромагнітних хвиль потоками заряджених частинок в неоднорідній плазмі та взаємодія хвиль на початковому етапі пучково-плазмової нестійкості. Досліджено вплив парних кулонівських зіткнень і параметричних ефектів на розповсюдження і поглинання магнітодинамічних хвиль з частотами порядку іонних циклотронних частот в лінійному і нелінійному наближеннях, в одновимірній та неоднорідній плазмі.

Створено основи теорії поверхневих хвиль у магнітоактивній плазмі та у структурах плазма-метал, доведено існування поверхневих іонно-звукових і циклотронних хвиль; закладені основи теорії плазмової електроніки, включаючи теорію збудження хвилеводів з плазмовим наповненням і дифракції власних хвиль в обмежених плазмових структурах.

За цими двома напрямками співробітники та аспіранти кафедри захистили 27 кандидатських і 9 докторських дисертацій.