Одним из основных направлений современной физики полупроводников являются исследования в области низкоразмерных гетероструктур (квантовых ям, квантовых проволок, квантовых точек), то есть гетероструктур, в которых проявляются квантоворазмерные эффекты.

Спектр исследований, ведущихся в данном направлении, охватывает фундаментальные аспекты физических явлений, проявляющихся в низкоразмерных структурах, а также возможности применения наноструктур в полупроводниковых приборах (инжекционных лазерах, транзисторах, туннельных диодах и т.д.).

Бурное развитие физики полупроводниковых гетероструктур с пониженной размерностью было обусловлено появлением и развитием воспроизводимых методов их создания, таких как, молекулярно-пучковая эпитаксия (МПЭ).

Согласно классическому определению, МПЭ – это метод эпитаксиального выращивания твердотельных пленок в условиях сверхвысокого вакуума, при котором молекулярные или атомарные пучки направляются на монокристаллическую подложку, нагретую до определенной температуры.  Метод МПЭ позволяет выращивать многокомпонентные полупроводниковые гетероструктуры в одной ростовой камере, а также легировать полупроводник. При этом толщины переходных областей – гетерограниц и границ легирования, могут быть сколь угодно малыми, вплоть до толщины одного моно слоя.

Начиная с 1985 г. в лаборатории приборов и методов эпитаксиальных нанотехнологий ИАнП РАН совместно с СКБ АН СССР разрабатывалась серия установок МПЭ класса ЭП. В течение 10 лет Экспериментальным заводом научного приборостроения РАН (г. Черноголовка, Московская область) было выпущено около 50 установок МПЭ в различных комлектациях (двух-, трех и четырехкамерные варианты). Установки были поставлены в различные академические и отраслевые организации, где до сих пор успешно используются.

В настоящее время одна из установок класса ЭП1203 в лаборатории приборов и методов эпитаксиальных нанотехнологий используется для получения уникальных структур на основе квантовых точек и квантовых проволок (нановискеры), составляющих элементную базу приборов нового поколения (лазеры, светодиоды, полевые эмиттеры, нанобиосенсоры и т.д.).

В сотрудничестве с лабораторией физики полупроводниковых гетероструктур Физико-технического института им А.Ф.Иоффе (зав. лабораторией – академик Ж.И.Алферов), Макс-Планк-Институтом микроструктурной физики (Германия), Лабораторией фотоники и наноструктур (Франция), Центром цитологии РАМН (Москва) и др. организациями создаются принципиально новые приборы на основе массивов регулярных квантовых точек (лазеры, светодиоды, транзисторы, поглотители и др.), а также нанобиологические сенсоры для детектирования сверхмалых количеств биообъектов, включая регистрацию одиночных молекул и вирусов. В лаборатории также разрабатываются системы автоматизации процессов управления и исследования свойств выращиваемых структур in situ.