Studia na specjalności fizyka materiałów wielofunkcjonalnych prowadzone są we współpracy Instytutu Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Wrocławskiego z Instytutem Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu. Badania pierwszego z Instytutów dotyczą trzech zasadniczych dziedzin: fizyki powierzchni ciała stałego, metod jądrowych badania fazy skondensowanej oraz fizyki dielektryków. Badania eksperymentalne dotyczą głównie struktury atomowej i elektronowej powierzchni i granic faz, elementarnych oddziaływań atomowych, wzrostu nowej fazy na powierzchni oraz własności fizykochemicznych powierzchni zaadsorbowanych. Wykonywane są przeważnie w warunkach bardzo wysokiej próżni (ultra high vacuum), z zastosowaniem najnowocześniejszych technik spektroskopowych, mikroskopowych (np. scanning tunneling microscopy (STM) czy atomic force microscopy(AFM)) i dyfrakcyjnych. Od kilku lat tematyka badawcza grupy jest związana z własnościami fizykochemicznymi powierzchni i granic faz atrakcyjnych technologicznie materiałów (półprzewodniki z dużą przerwą energetyczną, modyfikowane powierzchniowo metale i tlenki metali, materiały nanostrukturyzowane). Grupa zajmująca się fizyką powierzchni jest jedną z większych grup, uprawiających tę tematykę w Polsce. Tematyka naukowa drugiego z Instytutów obejmuje wszechstronne badania fizykochemiczne struktury ciała stałego oraz jej wpływu na własności fizyczne, chemiczne i spektroskopowe, ze szczególnym naciskiem położonym na badania w niskich temperaturach. Specjalnością Instytutu są badania magnetyczne układów 5f- i 4f-elektronowych, badania nadprzewodników, fizyka przemian fazowych oraz spektroskopia molekularna. Program studiów specjalności fizyka materiałów wielofunkcjonalnych przygotowuje studenta do uprawiania i stosowania „nauki o materiałach wielofunkcjonalnych” – tworzenia nowoczesnych materiałów funkcjonalnych i strukturalnych o oczekiwanych właściwościach. Student zdobywa wiedzę z zakresu nanotechnologii – poznaje metody wytwarzania i sposoby kontrolowania stabilności obiektów nanostrukturalnych, a w kolejnym etapie zdobywa umiejętności wytwarzania na ich podstawie nowej generacji urządzeń analizujących i pomiarowych (np. sensory gazowe) w skali nano. Uzyskana wiedza umożliwi absolwentom w ich przyszłych miejscach zatrudnienia wdrażanie i prowadzenie innowacyjnych prac z zakresu nowoczesnej inżynierii materiałowej. Przykładowe procesy wytwarzania nowych materiałów i testowanie ich właściwości studenci poznają uczestnicząc w realizacji tematów badawczych Instytutów. Otrzymane wykształcenie umożliwia absolwentom tej specjalności udział w projektowaniu i wdrażaniu oraz nadzór nad tokiem różnych procesów i procedur technologicznych, projektowanie i wdrażanie nowych metod badania właściwości fizycznych różnych materiałów i kontroli jakości wyrobów oraz obsługę i twórcze wykorzystanie nowoczesnych urządzeń pomiarowych i diagnostycznych. Absolwenci tej specjalności są przygotowani do pracy w laboratoriach, w jednostkach badawczych lub przemysłowych (w szczególności przy nadzorze ciągów technologicznych opartych o nowoczesne metody fizyczne). Mają kompetencje niezbędne do obsługi i nadzoru urządzeń, których działanie wymaga podstawowej wiedzy z zakresu fizyki oraz umiejętności efektywnego wykorzystywania technik informatycznych, ze szczególnym uwzględnieniem zastosowania komputerów w eksperymencie fizycznym. (umiejętność projektowania i wdrażania skomputeryzowanych bezobsługowych ciągów technologicznych). Większość absolwentów uzyska pracę w sektorze gospodarki opartej na wiedzy, a więc w sektorze, którego wsparcie i rozwój jest jednym z priorytetów Strategii Lizbońskiej.