Кафедра теоретической физики и нанотехнологий была сформирована на базе трех кафедр, открытых на физическом факультете ДонГУ в 1965-66 г. : теоретической физики, рентгенометаллофизики, физики низких температур. У истоков этих кафедр стояли академики Архаров В.И, Галкин А.А., Толпыга К.Б, Барьяхтар В.Г. Направление подготовки студентов по "материаловедению" остается неизменным на кафедре на протяжении 50 лет. Сменяются только объекты исследования: 1966-1986 гг. - кафедра рентгенометаллофизики; 1986-1988 гг физики металлов; 1988-2008 гг - физики твердого тела и физического материаловедения; 2008-2015 г. - кафедра нанофизики; 2015 по настоящее время кафедра теоретической физики и нанотехнологий.

Основоположником указанных направлений является академик Архаров В.И.

В. И. Архаров – выходец из знаменитой ленинградской физической школы, созданной усилиями всемирно известного физика-экспериментатора академика Абрама Федоровича Иоффе. Через всю жизнь Владимир Иванович черты, которые отличали представителей этой школы, - безграничную преданность науке и неустанные поиски истины.

Урал и Донбасс – с этими крупнейшими регионами связаны основные этапы научной деятельности В. И. Архарова, и каждому из них он отдал около тридцати лет своей творческой жизни. На Урале им были начаты разносторонние работы по исследованию диффузии, в том числе окисления металлов, и адсорбции примесей в твердых растворах. Полученные в этот период фундаментальные результаты принесли ему широкую известность. В Донецком физико-техническом институте Владимир Иванович продолжил свои исследования по изучению кристаллической структуры и свойств твердых металлических растворов. Важно, что выводы, к которым приходил Владимир Иванович, всегда использовались им для выработки практических рекомендаций по улучшению качества реальных конструкционных материалов и совершенствованию металлургических процессов.

Под руководством В.И. Архарова были созданы основы новой технологии выплавки и обработки стали с использованием микролегирования кальцием, который обеспечивал ее высокую хладостойкость и прочность. Он впервые ввел представление о мезоскопических явлениях в твердых телах и обосновал их определяющую роль в формировании многих макроскопических свойств твердых тел.

За период с 1970 по 1985 выпускники кафедры в России, Украины и зарубежных странах  защитили 45 докторских диссертаций, которые являются видными учеными в области  материаловедения и являются руководителями научно-исследовательских и образовательный организаций. 

Профессор Петренко А.Г. 2016 году открыл новое направление подготовки 28.03.03 Наноматериалы, что позволило обеспечить подготовку специалистов по наноматериалам для различных областей науки и техники для НИИ и отраслевых предприятий ДНР и РФ. Кафедра успешно прошла акередитацию в РФ по направлению подготовки 28.04.03 наноматериалы, что позволило студентам получать российские дипломы.

Наноматериалы - это технологическое направление, направленное на получение и исследование наноматериалов в различных агриссивных средах, в электрических и магнитных полях, под давлением, при различных температурах, получение конкретных изделий для промышленности. 

Базой практики наших студентов является Донецкий физико-технический институт  им. А.А. Галкина. Начиная со 2-го курса, студент учится напылять тонкие пленки различных материалов, получать аморфные сплавы, синтезировать нанопорошки и спекать из них керамические изделия, осваивают десятки методик исследования свойств различных материалов на современной аппаратуре. 

Кафедра осуществляет связь с отделами Донецкого физико-технического института им. А.А. Галкина, проводит экскурсии студентов по отделам в которых работаю бывшие выпускники нашей кафедры, а ныне доктора наук института. Оказывает помощь студентам в выборе научного направления, в распределении одаренных студентов в аспирантуру, написании тезисов на конференции и приглашении их в семинарах института. Ежегодно студенты кафедры участвуют в Ломанасовских чтениях, конференция проводимых Объединенным институтом ядерных исследований (г. Дубна, РФ). По результатам проведения конференций студенты кафедры получаю сертификаты и дипломы.

По окончанию учебы, выпускники могут работать нанотехнологами, менеджерами в области нанотехнологий, инженерами по автоматизации технологических процессов, инженерами по диагностики в области медицины и прибора строение, научными сотрудниками в научно-исследовательских и отраслевых институтов