Fondé en 1969, l'institut se concentre sur l'étude des propriétés chimiques et physiques des solides. Il s'intéresse plus particulièrement aux matériaux complexes ainsi qu'à la physique et la chimie à l'échelle nanométrique, et donc aux processus de transport des électrons et des ions.
Les nanosciences et les nanotechnologies sont les thèmes centraux de recherche du département des nanosciences (dirigé par Klaus Kern), avec le paradigme du bottom-up comme principe directeur. Le but de la recherche interdisciplinaire entre la physique, la chimie et la biologie est la compréhension et la maîtrise de la matière à l'échelle atomique et moléculaire.
Le département des systèmes électroniques de faible dimension (dirigé par Klaus von Klitzing) mène des recherches fondamentales les systèmes électroniques de faible dimension, où les effets quantiques dominent. Les travaux de recherche portent sur les domaines modernes de la nanoélectronique, de la spintronique et du traitement de l'information quantique sur des bases solides d'importance.
L'hétérojonction des oxydes de métaux de transition ou des matériaux complexes d'une même famille ouvre des possibilités pour la réalisation de nouveaux systèmes électroniques. En raison des effets fondamentaux de mécanique quantique, ces systèmes peuvent avoir des propriétés qui ne sont pas naturels. Le concept, la croissance et l'étude de ces systèmes électroniques sont au cœur du travail du département d'électronique quantique à l'état solide (dirigé par Jochen Mannhart).
Les corrélations de mécanique quantique chez les solides entraînent dans une interaction avec des propriétés particulières des structures cristallines à une variété de nouvelles phases électroniques avec des propriétés inhabituelles. Dans le département des matériaux quantiques (dirigé par Hidenori Takagi), ces nouvelles phases sont étudiées en particulier dans les oxydes de métaux de transition et des composés similaires.
Groupes de recherche
Depuis 2005, un total de neuf groupes de recherche sont mis en place à l'Institut :
L'institut collabore depuis 2014 avec l'université de Stuttgart à l'"International Max Planck Research School for Condensed Matter Science" (IMPRS-CMS). Le porte-parole est Bernhard Keimer. L'IMPRS-CMS succède à l'"IMPRS for Advanced Materials", qui de 2001 à 2013 était en collaboration avec la même université et l'Institut Max-Planck de systèmes intelligents.
Max Planck Center
Le Max Planck-EPFL Center for Molecular Nanoscience and Technology est un groupe de recherche réunissant les scientifiques de l'Institut Max Planck et l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), qui étudie de nouveaux matériaux entre la nanotechnologie et de la biotechnologie, dont les propriétés sont déterminées par la nanostructure.
Le Max Planck-UBC Center for Quantum Materials est un forum pour la collaboration interdisciplinaire entre physiciens, chimistes et spécialistes des matériaux de l'Institut Max-Planck et de l'Université de la Colombie-Britannique dans le domaine des phénomènes quantiques dans des matériaux complexes.